“张衡一号”：跳出地球测地震

为了掌握地震动力学，我们的祖先张衡曾经发明了世界上第一台地震仪。现在，另一个研究地震科学的“人工制品”即将诞生。1月17日，《经济日报》记者从全国地震局长会议上了解到，中国自主研制的第一颗电磁监测测试卫星张衡一号将于今年发射并投入使用。届时，中国将首次具备在全国乃至世界范围内动态监测三维地球物理场的能力。它也是唯一一个在轨道上运行多载荷高精度地震监测测试卫星的国家。

科学界一直在争论地震是否可以预测。我国地球物理学家陈云泰曾经说过，我们应该对地震预测保持谨慎和乐观。许多科学家认为，经过不懈的努力和加速科学探索的旅程，地震预测有可能在未来实现。

地震预测有什么困难？为什么如此先进的现代科学不能解开这个谜？

电磁监测测试卫星项目副总设计师沈旭辉告诉记者，科学家面前有三座大山:第一，地震案例太少，无法帮助科学家形成完整的科学体系和方法体系。“例如，在中国，每三年只能遭遇两次7级地震。这些数据不足以进行统计分析。”沈旭辉说道。其次，地震科学研究的方法和手段受到许多限制。地震发生在地下，科学家很难看到地面上发生了什么。地面上分散的探测站使我们很难了解全球地球物理场。此外，地震研究的基本理论起源于早期的牛顿物理学。现在物理学发展迅速。地震研究迫切需要吸收其他相关学科的理论。

如何穿过这三座山？"只有天堂和地球。"沈旭辉说:“地震是切割磁力线并使其扭曲的地壳运动。我们可以通过卫星捕捉这些信号，并追踪地震前兆。”

通过发射卫星和跳出地球观察地震，地震研究的许多局限性将被突破。“在地面上，地震网络无法完全覆盖所有地区，我们也无法观察浩瀚的海洋。然而，在卫星发射几天后，它可以不受自然环境的限制，实时观察整个领土。此外，地球和太阳之间的作用力有助于板块运动和地震研究。跳出地球看地震可以借鉴现代物理学和空间科学的成果，促进地震科学的发展。”沈旭辉说道。

据报道，即将发射的电磁监测试验卫星是中国第一个立体地震观测系统的天基平台。它将充分发挥空间地球观测的大动态、宽视角和全天候特点，获取全球电磁场、电离层等离子体和高能粒子观测数据，研究地球系统各个领域的相互作用和影响。它可以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，进一步推动中国三维地震观测系统的建设，为探索地震监测和预报开辟新的途径。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。

地震研究者能够观察和统计研究全球地震的前兆变化是一件非常令人兴奋的事情。这样，在十年内，可以获得数百个7级地震的数据，可以总结许多经验和教训，卫星观测可以为科学家提供有价值的地震实例沈旭辉说道。

在电磁监控卫星家族中，张衡-1并不孤单。俄罗斯、法国、美国和其他国家以前也发射过类似的卫星。"对于地震研究来说，期望一两颗星是远远不够的."沈旭辉说道。张衡一号有望在设计指标和载荷配置上超过国外同类卫星。它使用一个普通的小型卫星平台，承载8种负载，如感应磁力仪和高精度磁力仪。这颗卫星是由中国地震局和航天科技集团下属的几十个单位参与开发的。项目实施三年来，参与研究的单位克服了许多关键技术难题，取得了突破性进展。

“为了维持其寿命，类似卫星的轨道高度通常为600-700公里。然而，考虑到这颗卫星将接收地震电磁波，并且电磁波的传播过程被衰减，为了更好地接收信号，我们已经将轨道降低到500公里。此外，我们希望时间将得到优先考虑，卫星周期将定为5天。这些都是为张衡1号量身定做的特殊待遇。”沈旭辉说。

地震预测非常困难，但是地震工作者一直在努力工作。为了更好地利用卫星效益，中国地震局和国防科技局坚持公开共享的原则，成立了国际电磁监测试验卫星工程科学家委员会，广泛吸收世界一流专家的参与，为卫星的开发、建设和应用服务提供科学和工程咨询，确保电磁监测试验卫星的研究、开发和应用达到国际标准。