跃太空“看”地震：专家详解“张衡一号”

“张衡一号”发射状态结构图

“张衡一号”在轨示意图

“张衡一号”发射，新华社发布

经过近十年的艰苦研究和五年的工程开发，中国第一颗电磁监测测试卫星终于在2月2日揭开了它的神秘面纱。作为中国地震立体观测系统的第一个天基平台，它为什么被命名为“张衡一号”，如何实现空间监测，在地震观测和预报中发挥什么作用？

“张衡”这个名字有它的由来。

填补中国地震监测的空白:小卫星穿越“三山”

公元132年，东汉著名天文学家张衡发明了候风地动仪，它可以测量地震震中的大致位置，并引起全国性的地震。侯丰地震仪被认为是世界上最早的地震仪。大约在1800年前，西方国家用仪器记录地震，这是世界上第一次。

“这正是我们命名这颗卫星的由来”张衡-1。国防科工技术局系统工程司副司长赵建说，“张衡一号”是为了纪念中国古代科学技术的代表张衡在科学技术上的杰出贡献。其次，它体现了卫星工程地震监测的主要特点，具有科学、历史和文化意义，易于传播。第三，为了更好地普及地球物理领域和地震方面的知识，弘扬科学精神，为公众特别是年轻人营造一个崇尚科学和热爱空间的良好氛围。

事实上，张衡已经不是第一次被点名了。据北京工业大学副教授李河亚介绍，1970年联合国天文组织将月球背面的一个陨石坑命名为“张衡陨石坑”。1977年，太阳系中的1802小行星被命名为“张恒星”。2003年，国际小行星中心将小行星9092命名为“南阳星”，以纪念张衡及其出生地河南南阳。

这颗名为张衡的卫星不仅纪念张衡对地震观测的杰出贡献，而且继承了以张衡为代表的中国古代科学家的精神实质李鹤雅说道。

填补我国地震监测的空白

众所周知，地震监测是一个世界性的问题。那么，张衡一号在太空是如何进行地震监测的呢？

“张衡一号”卫星项目首席科学家、中国地震局地壳应力研究所总工程师沈旭辉说，中国是世界上地震活动最强、灾害最严重的国家之一，其分布广、烈度大、震源浅。然而，长期以来，我国地震监测主要依靠陆地上的监测站设备。青藏高原及海域地面观测网观测不足，制约了我国地震监测研究水平。

科学研究表明，一旦地震发生，地球内部的电磁信息就会异常。因此，建立空间电磁监测系统对研究地震机制与空间电磁干扰的耦合关系，探索地震监测的新方法具有重要意义。卫星具有覆盖面广、电磁环境好、动态信息强、不受地理限制等优点。利用卫星研究地球电磁环境，可以更大范围地提高对地震孕育发生规律的认识，弥补常规地面地震监测方法的不足。因此，外国多年来一直使用卫星来研究地震前的空间电磁异常。俄罗斯、法国、美国和其他国家也发射了类似的卫星。

沈旭辉告诉记者，“张衡一号”卫星科学应用中心是由中国地震局地壳应力研究所建造和运营的。“张衡一号”通过监测设备可以将全球电磁场、电离层等离子体和高能粒子观测数据实时传输到地面，为科研人员的科研提供持续稳定的大数据支持。

“‘张衡一号’填补了中国获取全球地磁电离层信息能力的空白，提高了中国在全国范围内监测电磁场和电离层的能力，也弥补了地面观测网在青藏高原和海域观测的不足。它可以帮助我们获得全球地震案例，并大大增加地震案例检查的机会。”沈旭辉说道。

穿越“三山”的小卫星

关于地震研究，许多人最感兴趣的是地震是否能被有效地预测。有了“张衡一号”天基平台，中国的地震监测水平将达到一个新的水平，这是毋庸置疑的。“然而，目前，使用电磁监测测试卫星无法直接预测和预测地震。它主要用于地震电磁电离层前兆信息的研究和为未来建立地震监测系统的初步技术储备。但我们不会停止探索地震准备的机制。”赵建向记者强调。

沈旭辉说，目前，地震科学家面前有“三座山”。第一座“山”是中国地震数据的积累太少，不足以帮助科学家形成一个完整的科学体系和方法。"受中国样本数量的限制，即使有效的统计分析也是不够的."第二“山”是地震科学研究的方法和手段，受多方面的制约。地震发生在地下，所以科学家很难进入地下去了解发生了什么，而地面探测站是分散的，这就很难理解全球地球物理场。第三个“山”是地震研究的基本理论本身起源于早期的牛顿物理学。现在物理学发展迅速，基础理论学科相互渗透。地震研究迫切需要吸收其他相关学科的理论。

穿越“三山”需要天堂进入地球。这是一次探索，也是利用太空卫星帮助监测和积累数据的一次尝试，但对于地震研究来说，仅仅指望一两颗恒星是远远不够的。”沈旭辉透露，“张衡一号”是中国地球物理野外探测卫星项目的第一颗星。未来，以该卫星为基础，将继续推进综合空间信息应用研究，加快张衡02卫星的研发进程和后续地球物理野外探测卫星的规划论证，全面提升中国全球地球物理野外信息获取能力。

(记者杨书臣·海波)