張衡一號電磁監測試驗衛星

張衡一號電磁監測試驗衛星是中國全新研製的國家民用航天科研試驗衛星，也是中國地球物理場探測衛星計畫的首發星。該星利用覆蓋範圍廣、電磁環境好、動態信息強、無地域限制等優勢，開展全球空間電磁場、電離層電漿、高能粒子沉降等物理現象的監測，為地震機理研究、空間環境監測和地球系統科學研究提供新的技術手段。同時，該星探測數據也能為空間物理和地球物理研究提供重要數據支持。

2018年2月2日15時51分，中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將電磁監測試驗衛星“張衡一號”發射升空，進入預定軌道。這標誌中國成為世界上少數擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛星的國家之一。3月17日，張衡一號衛星進入性能指標測試階段。2018年12月20日，“張衡一號”當選為2018年度科技類十大流行語。

基本介紹

• 中文名：張衡一號電磁監測試驗衛星
• 外文名：China Seismo-electromagnetic Satellite
• 發射時間：2018年2月2日15時51分
• 所屬國家：中國
• 研製單位：東方紅衛星有限公司
• 套用單位：中國地震局

研製背景

統計結果表明，空間電磁擾動與地震發生具有明顯的相關性，構建空間電磁監測體系對研究地震機理與空間電磁擾動的耦合關係，提高地震孕育發生規律的研究和認識，探索地震預測新方法有著重要意義。

2008年，學界曾經就電磁監測試驗衛星項目有過深入的討論，初步的思路是通過國際合作儘快擁有中國自己的電磁監測衛星。

衛星收攏狀態

電磁監測試驗衛星項目在中國醞釀多年，早在“九五”期間，中國就開始衛星預報地震的研究和套用，並取得初步成果，不過整體來說在地震監測方面的衛星建設仍顯緩慢。

2008年，學界曾經就電磁監測試驗衛星項目有過深入的討論，初步的思路是通過國際合作儘快擁有中國自己的電磁監測衛星。受國際金融危機的影響，並且中國在技術儲備上還沒能達到需要的水平，計畫延期。

此後，科學家們經歷了日積月累的攻關路。直到2013年，各方麵條件日漸成熟，中國電磁監測試驗衛星工程項目被正式批准立項。

2013年，國防科工局、財政部共同批覆電磁監測試驗衛星工程。衛星、運載火箭分別由中國航天科技集團五院航天東方紅衛星有限公司、上海航天技術研究院研製；發射和測控任務由中國衛星發射測控系統部負責；套用系統由中國地震局建設和運行。

2014年11月，由中國國家航天局、中國地震局和義大利空間局共同主辦的中國電磁監測試驗衛星工程第一屆國際學術研討會在北京召開。

2016年8月，中國電磁監測試驗衛星工程第二屆國際學術研討會在北京召開，來自義大利、法國、俄羅斯、美國、日本、希臘、奧地利、墨西哥及國內的百餘位專家和學者參加了此次會議。

名稱由來

中國處於兩大地震帶之間，自古以來就對地震研究十分重視。其中最有名的當屬東漢時期偉大的科學家張衡在公元132年發明的候風地動儀。這是世界上的第一架地動儀，奠定了中國地震科學的發展。正因為如此，中國首顆電磁監測試驗衛星被命名為“張衡一號”。

以“張衡一號”命名電磁監測試驗衛星，主要是為紀念中國古代科技代表人物張衡在地震觀測方面的傑出貢獻，傳承張衡為代表的中國古代科學家群體崇尚科學、追求真理的精神內質。

主要功能

“張衡一號”——電磁監測試驗衛星是中國地震立體觀測體系天基觀測平台的首顆衛星，它能夠發揮空間對地觀測的大動態、寬視角、全天候優勢，通過獲取全球電磁場、電離層電漿、高能粒子觀測數據，對中國及其周邊區域開展電離層動態實時監測和地震前兆跟蹤，彌補地面觀測的不足，進一步推進中國立體地震觀測體系建設，開闢探索地震監測預測新途徑。

衛星展開狀態

“張衡一號”覆蓋範圍廣、電磁環境好、動態信息強、無地域限制，將開展全球空間電磁場、電離層電漿、高能粒子沉降等物理現象的監測，為地震機理研究、空間環境監測和地球系統科學研究提供新的技術手段。

它通過獲取全球電磁場、電離層電漿、高能粒子觀測數據，對中國及其周邊區域的電離層動態變化進行實時監測，探索性開展全球7級、中國6級以上地震電磁信息研究，總結電離層擾動擾動特徵，同時，可為國家安全、航空航天、導航通訊等領域提供空間電磁環境監測服務。

衛星載荷

“張衡一號”設計壽命5年，衛星的設計指標和載荷配置均超過國外同類衛星。採用通用小衛星平台，搭載感應式磁力儀、高精度磁強計、電場探測儀、GNSS掩星接收機、電漿分析儀、高能粒子探測器、朗繆爾探針和三頻信標發射機等8種載荷。

此外，衛星所載的義大利高能粒子探測器，將與中方研製的高能粒子探測器互為補充聯合探測。

成功發射

2018年2月2日15時51分，中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將電磁監測試驗衛星“張衡一號”發射升空，進入預定軌道。此次發射任務是長征系列運載火箭的第266次發射。

軌測試期

2018年5月12日零時，“張衡一號”衛星配合在軌測試任務，累計取得0級、1級和2級數據檔案38萬個，數據量8.22TB，在軌測試工作過半，初步結果符合預期。衛星計畫在軌測試期為6個月。

“張衡一號”入軌以來已經完成的各項測試功能指標總體滿足工程設計要求，除常規測試外還開展了地震帶軌跡匹配捕獲、平台電磁潔淨度測試、平台及載荷工作互擾、平台及載荷多種工作模式切換等專項測試工作；星地測控、數傳、地面數據傳輸鏈路穩定可靠；任務規劃和指令編排上注鏈路正常，數據處理流程不斷最佳化；數據管理能力基本滿足設計要求。

數據傳輸

2018年2月5日14時49分44秒，中國科學院遙感與數字地球研究所所屬的中國遙感衛星地面站密雲站，在第46圈次成功跟蹤、接收到“張衡一號”衛星的首軌下行數據，至14時58分53秒完成總計7.68GB數據的實時接收、記錄和傳輸。之後，中國遙感衛星地面站喀什站在第47圈次也成功實現了“張衡一號”衛星的數據接收。

研製意義

“張衡一號”創造了中國衛星研製領域的多項首次，總體技術指標達到國際先進水平，部分技術指標達到國際領先水平。該星在國內首次實現低地球軌道衛星高精度電磁潔淨度控制，達到國際先進水平，彌補了中國天基科學探測領域發展的一大短板，對後續空間探測任務的發展具有重要意義。國內首次實現在軌精確磁場探測，衛星裝載高精度磁強計、感應式磁力儀載荷，有望使中國第一次獲取十分寶貴的全球地磁場數據。此外，該星還在國內首次實現高精度電離層電子、離子原位探測。

同類衛星

之前已經有俄羅斯、法國、美國、烏克蘭等國家發射過同類衛星，目前均已退役，其中法國的DEMETER衛星連續在軌運行6年半，取得了巨大成功。