今天15時51分，我國首顆自主研發(fā)建造的電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星——“張衡一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，使我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。作為星上主要載荷之一，由中國航天科技集團公司五院510所創(chuàng)新研發(fā)的電場探測儀實現(xiàn)了首次應(yīng)用，將在未來5年探測衛(wèi)星軌道環(huán)境空間電場，服務(wù)于我國地震研究。

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近年來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)地震會對空間等離子體環(huán)境的電磁場產(chǎn)生影響，甚至?xí)诘卣鹎熬鸵呀?jīng)開始產(chǎn)生影響，因此科學(xué)家希望通過研究空間等離子體變化與地震活動的關(guān)聯(lián)規(guī)律，來探索如何攻克“地震預(yù)報”這一世界難題。“張衡一號”衛(wèi)星正是在這種背景下誕生的。

510所副所長王潤福介紹，與以往在地面監(jiān)測電磁波的多種方式相比，利用天基平臺對地球電磁波變化進行監(jiān)測可以說“站得更高，看得也更遠、更廣”，因此被形象地稱為“跳出地球看地震”，此次“張衡一號”的發(fā)射應(yīng)用也標(biāo)志著我國首次具備全疆域和全球三維地球物理場動態(tài)監(jiān)測能力。

王潤福介紹，510所于2011年啟動前期研究工作，歷經(jīng)7年攻關(guān)，科研團隊成功研制出電場探測儀，這一技術(shù)填補了國內(nèi)技術(shù)空白，其中電場分辨率、靈敏度等核心指標(biāo)均達到國際領(lǐng)先水平，電場探測儀也成為我國電磁監(jiān)測領(lǐng)域中首個在航天應(yīng)用的載荷產(chǎn)品。

“電場探測儀通過伸桿向衛(wèi)星本體外伸出4個長4.5米的傳感器，就像4個靈敏的‘觸角’，每兩個傳感器為一組，可以感知等離子電勢換算得出空間三維電場。”510所空間探測載荷工程中心副總王鹢介紹，在衛(wèi)星內(nèi)部，有一個被稱為“信號處理單元”的高靈敏電子學(xué)測量設(shè)備，就好比電場探測儀的“大腦”，它把“觸角”探測到的微小頻譜進行精細處理后，再將這些科學(xué)數(shù)據(jù)快速回傳到地面，經(jīng)過科研人員分析研究，最終積累形成數(shù)據(jù)庫，用于地震研究。

510所空間探測載荷工程中心技術(shù)總監(jiān)雷軍剛介紹說：“電場探測儀當(dāng)初的設(shè)計指標(biāo)超過之前國際發(fā)射的同類衛(wèi)星的最高水平，因此對我們來說是又新又難，其中同時解決寬頻帶、大動態(tài)范圍、微弱信號監(jiān)測電磁學(xué)領(lǐng)域三大難題的要求是最困難的。”研發(fā)中，團隊先后攻克了測試標(biāo)定等技術(shù)難題，相當(dāng)于將電場探測儀靈敏度的國際最高水平提升了一個量級，又在國際市場封鎖的情況下，解決了滑環(huán)電纜等工程難題，實現(xiàn)了諸多創(chuàng)新。

“此次創(chuàng)新成果的應(yīng)用，在形成510所新的技術(shù)增長點的同時，有效支撐了國家航天事業(yè)發(fā)展，更重要的是以電場探測儀為開端，510所近幾年陸續(xù)啟動了很多新載荷研制項目，這些新載荷將在我國未來火星探測、小行星探測等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。”王潤福說。