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中国在空间天气和空间环境领域建设的第一个国家重大科技基础设施─子午工程(全称「东半球空间环境地基综合监测子午链」)23日在北京通过国家验收,正式投入科学运行。这项工程将大幅提高中国空间天气预报能力,为中国卫星、通信、导航、载人航天等安全运行提供重要保障。

国家重大科技基础设施——子午工程投入科学运行

国家重大科技基础设施——子午工程投入科学运行

空间是地球除陆地、海洋、大气之外的第四环境,也是航天、通信、导航和空间军事等高科技活动的重要场所。沿子午线配置空间环境监测链,有助于了解近地空间环境全球结构的变化规律。

长期以来,由于缺乏相应的仪器设备,中国科学家在空间科学研究中只能使用国外「二手」数据。随着中国航天和空间技术的发展,需要具备自主空间环境保障的能力。

子午工程是沿东经120度子午线,北起漠河,经北京、武汉,南至海南并延伸到南极中山站;沿北纬30度纬度线,东起上海,经武汉、成都,西至拉萨,由15个监测台站组成以链为主、链网结合的地基空间环境监测网络。

跨度最长空间最广

这一工程包括空间环境监测、数据与通信、研究与预报三大系统,涉及非相干散射雷达技术、中高层大气激光雷达技术、行星际闪烁探测技术等多项关键技术,综合运用地磁、无线电、光学和探空火箭等探测手段,连续监测地球表面20至30公里以上直到几百公里的中高层大气、电离层和磁层、行星际的空间环境参数。

有业内人士指出,这是目前世界上跨度最长、监测空间范围最广、监测方法和手段最全、监测参数最多、综合性最强的空间环境地基监测系统,处于国际同类科学装置的领先地位。

子午工程于2005年8月项目获得批覆,2008年1月开工建设,总投资1.67亿元,在历时四年多的工程建设后,进入正式科学运行阶段。该工程遵循「边建设、边运行、边产出」的原则,已经为神舟八号、神舟九号和天宫一号等国家重大航天发射任务提供了空间环境预报、警报和现报。

提升空间活动能力

子午工程总经理、中科院国家空间科学中心主任吴季表示,子午工程的建成,将大幅提高中国空间天气预报能力和服务水平,有力支撑中国空间科学取得重大原创性成果,为提升中国空间活动能力、保障空间活动安全做出重要贡献。

吴季透露,在子午工程现有东经120度和北纬30度两条链运行基础上,子午工程二期将增加东经100度和北纬40度两条观测链,拓展对中国上空空间环境特征区域的观测范围,覆盖中国青藏高原和西北有明显地域特征的空间区域,大幅提升中国对空间环境的认知能力。

此后,中国空间科学家还以子午工程为基础,积极推动国际空间天气子午圈计划。该计划将中国的子午链向北延伸至俄罗斯,向南延伸到澳洲,并将分布于西经60度附近的地面观测台站纳入联网观测,形成了唯一一个能绕地球一周的地基空间环境子午圈。

目前,该计划已经得到圈上绝大部分国家的响应。

中科院国家天文台研究员颜毅华对大公报记者表示,子午工程的建设有助于提升中国空间环境的研究水平。

颜毅华解释,地球空间环境是一个整体,经常受到太阳活动的影响。目前,子午工程是东经度上唯一一个从高纬度到中低纬度的全面的监测系统,对于空间环境的监测和空间灾害性天气的预报,有着举足轻重的作用。「这些设备的投入有助于对空间环境进行进一步的研究,更好地保障中国的航天设施的安全和航天计划的实施」。

业内人士指出,子午工程不仅增强中国空间科技创新能力、保障空间活动安全作出了重要贡献,而且也为中国在国际空间科学界赢得了话语权。

颜毅华认为,子午工程设备齐全,「整体水平在国际前列」。

中国空间科学家还将以子午工程为依托,通过国际合作开展「国际空间天气子午圈计划」。颜毅华表示,「在子午在线建立一个完整的监测网,藉此认识空间和环境,这也是得到国际社会普遍认可的」。

此外,美国国家大气研究中心主任基林教授表示,未来空间天气领域的进展将更加依赖于全世界科学家们的集体努力,中国的子午工程的贡献将是无法估价的。

国家重大科技基础设施——子午工程投入科学运行

子午工程北京全天空气辉成像仪

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