“15年造一星”，“张衡一号”有多厉害？

我国自主研制的第一颗电磁监测试验卫星将于今年8月左右发射。届时，我国将首次具备国土完整和全球三维地球物理场动态监测能力。它也是唯一一个在轨道上拥有多载荷高精度地震监测测试卫星的国家。

几天前，2017年全国地震局长会议宣布了一个轰动的消息——中国自主研发和建造的第一颗电磁监测测试卫星将于今年8月左右发射并投入使用。届时，中国将首次具备在全国乃至全球范围内动态监测三维地球物理场的能力，也将成为唯一一个在轨运行多载荷、高精度地震监测和测试卫星的国家。

消息一出来，立即引起了广泛的关注和讨论。尽管这颗卫星尚未正式命名，但业内人士都称它为“张衡一号”。

地震预测是一个世界性的问题。多年来，来自世界各地的科学家尝试了各种预测方法，但都被现实所拒绝。通过电磁监测来发现地壳运动，从而获得临震信息，被学术界认为是一种很有希望的尝试。正因为如此，第一颗电磁监测测试卫星承载了人们对地震预报的殷切期望。

这颗卫星对中国的地震研究具有重要意义。电磁监测测试卫星是我国第一颗自主研发和建造的地球物理卫星。它负载多，精度高。它能充分发挥空间地球观测“大动态、宽视角、全天候”的优势，弥补地面观测的不足，促进天地一体监测网络的建设，拓展和探索地震监测预报的新途径，对实现地震现代化具有里程碑意义。

“张衡第一”已经被期待多年了。

2008年，学术界对电磁监测测试卫星项目进行了深入讨论。最初的想法是通过国际合作尽快拥有我们自己的电磁监测卫星。

电磁监测试验卫星项目在我国酝酿已久。中国地震局地壳应力研究所项目专家委员会主任、总工程师沈旭辉在接受《科技日报》记者采访时表示，从最初的统一认识、讨论论证、技术储备到项目实施，至少需要15年的等待和准备。

事实上，早在“九五”期间，我国就开始了卫星地震预报的研究和应用，并取得了初步成果，但总体而言，卫星在地震监测中的建设仍然缓慢。

2008年，学术界对电磁监测测试卫星项目进行了深入讨论。当时，就连一些媒体也报道说这颗卫星将于2009年发射。“当时，大家都非常焦虑，希望尽快推进地震监测和预报。最初的想法是通过国际合作尽快拥有我们自己的电磁监测卫星。”沈旭辉解释道。

然而，该计划后来被推迟，“尽管存在国际金融危机的影响，但最重要的是，中国尚未达到所需的技术储备水平。”他强调。

从那以后，科学家们经历了一个漫长而艰难的过程来解决关键问题。直到2013年，各领域条件逐渐成熟，中国电磁监测测试卫星项目正式获批。

2014年11月，由中国国家航天局、中国地震局和意大利航天局联合主办的首届中国电磁监测试验卫星项目国际研讨会在北京举行。2016年8月，第二届中国电磁监测与测试卫星项目国际研讨会在北京召开。它由意大利和意大利的研究人员举办。

来自法国、俄罗斯、美国、日本、希腊、奥地利、墨西哥和中国的100多名专家学者出席了会议。外界从这两次研讨会中可以看出，中国正在为电磁监测试验卫星项目进行不懈的努力。

2017年8月，中国第一颗电磁监测测试卫星将最终发射。

承受8种载荷，设计指标超过国外。

张衡一号将获得全球电磁场、电离层等离子体和高能粒子观测数据，并在中国及其周边地区开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪，以弥补地面观测的不足。

地震前，地球岩石的摩擦和破裂会产生电磁波，电磁波会传播到大气中。另一方面，地壳的运动切断了磁力线，导致磁力线扭曲。换句话说，一旦发生强烈地震，地球内部的电磁信息就会异常。这时，卫星将把收到的数据送回地面，为工作人员提供一定的预测依据。

“张衡一号”就是基于这个原则。这是中国第一个立体地震观测系统的天基平台。根据官方定位，它将获得全球电磁场、电离层等离子体和高能粒子观测数据，并研究地球系统特别是电离层与其他球体的相互作用和影响。为了弥补地面观测的不足，中国及其周边地区开展了电离层实时动态监测和地震前兆跟踪。进一步推进中国地震三维观测系统建设，探索地震监测预报新途径。同时，卫星还可以为航空航天、导航和通信领域提供空间电磁环境监测服务。

沈旭辉告诉《科学日报》，“张衡一号”的设计指标和有效载荷配置超过了国外同类卫星。一个通用小型卫星平台可承载8种负载，包括感应磁力仪、高精度磁力仪、电场探测器、全球导航卫星系统掩星接收器、等离子体分析仪、高能粒子探测器、朗缪尔探针和三频信标发射器。

据沈旭辉介绍，“张衡一号”的轨道是一个500公里的圆极轨道，倾角为97度。下行节点的本地时间为下午14:00，重访周期为5天。这就对世界上类似卫星的设计进行了必要的调整。

第一颗电磁监测测试卫星汇集了许多科学家的智慧。项目实施三年来，中国地震局、航天科技公司、教育部、中国科学院和中国轻工业总公司下属的几十个单位参与了研发工作。“我们始终坚持空间科技与地震科技创新相结合，克服了平台设计、载荷研发、数据模型开发等诸多关键技术难题。”沈旭辉说道。

“张衡一号”即将到来，地震预测还有多远？

“张衡一号”的主要工作是数据收集和经验积累。经过大量的数据积累和理论研究以及方法的发展，真正的地震预测需要逐步推广。

中国位于两个地震带之间，自古以来就非常重视地震研究。其中最著名的是东汉伟大的科学家张衡在公元132年发明的侯丰地动仪。这是世界上第一台地动仪，为中国地震科学的发展奠定了基础。正因为如此，中国第一颗电磁监测试验卫星被命名为“张衡一号”。

事实上，在世界范围内，对地震的了解还不够深入。尽管它们都被称为地震，但在一次事件中没有任何共同点。我们只知道当地壳受到一定程度的挤压时，累积的压力就会以地震的形式释放出来。那么，这个压力的临界点是多少？达到临界点的先兆是什么？没人知道。

地震能否预测在学术界是有争议的。在世纪之交，也有一个关于这个问题的大讨论。当时，著名地球物理学家陈云泰院士曾说，地震不可预测的说法应该谨慎。在他看来，自然科学问题必须有解决方案，新的想法需要探索。

沈旭辉非常同意陈云台的看法。他认为“张衡一号”的发射是一种新的探索和尝试。他说，“地震预报在其实施阶段主要面临三个困难。首先，地震案例相对较少，科学家一生中遇到的地震会更少。只有少数几个地震案例很难帮助科学家完成数据统计和积累。第二，地震科学研究的方法和手段受到许多限制。我们以前一直想研究地壳，但是我们不能去地下检查它。第三，地震科学理论源于牛顿物理学，需要吸收新的跨学科理论。目前，这项工作做得还不够。”

“这些问题将在未来逐步得到解决，”他说。不过，沈旭辉同时强调，“张衡一号”已经在轨道上运行了5年。目前，其工作在于数据收集和经验积累。经过大量的数据积累和理论研究以及方法的发展，真正的地震预测需要逐步推广。