Astronomy 版 (精华区)

发信人: Gforce ()第三个代表(), 信区: Astronomy
标  题: 子午工程
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon Jan 31 21:04:34 2005), 转信

 

随着人类进入21 世纪，空间成为发达国家竞争的战略高地。空间环境的空基和地基的综合观测，规模日益庞大，计划实施更加国际化，空间天气成为国际科技活动热点之一。我国社会面临发展高科技、实现国防现代化，建设世界强国的历史重任，减轻和防止空间灾害性天气带给航天、通信、导航、电力、资源、人类健康和国家安全等领域的重大损失，成为一种紧迫的国家需求。为此，中国科学院、信息产业部、教育部、中国地震局、国家海洋局于1995年联合向国家建议“东半球空间环境地基综合监测子午链”——简称《子午工程》，并经国家科教领导小组讨论确定为我国“九五”第二批国家4项重大科学工程之一。它是一项以了解空间灾害性天气变化规律，获取重要原创性科学发现为基本目标；对航天、通信、导航和国家重要高科技领域有重要应用前景；利用其中国地域优势可以领头开展国际合作，并产生重要国际影响的一项空间科学基础研究领域的网络式大科学工程。

 

1．《子午工程》建设的必要性

 

《子午工程》建设的我国需求日益迫切。我国航天、通信、导航、国家安全领域的有关领导和专家以及空间、大气、地球和天文领域的科技专家都希望尽快启动建设《子午工程》，为各类用户提供地基观测的公用平台，减少和防止空间灾害性天气带给航天、通信、导航、人类健康等领域的巨大损失；为建设我国海－陆－空－天无缝隙的军事保障体系；为获取空间灾害性天气领域的原创性知识，做出基础性贡献。中国气象局和中国人民解放军总参谋部气象水文局参加《子午工程》建设，更增强了《子午工程》建设与国家需求的结合。利用三年时间的建设,可以初步建成地基空间环境的主要检测手段, 并为我国的空间环境保障体系提供一些重要的监测数据,建立相应的预报模式。

 

2. 《子午工程》的科学目标、关键技术、国际先进性

 

科学目标　　了解近地空间环境中灾害性空间天气的变化规律，逐步弄清我国境内120°E子午链和30°N纬度链上空的空间环境的区域性特征和全球变化的关系，与空间探测相结合，建立相应的空间环境模式，发展综合性的预报方法，做出有重要原始性创新的科学成果；

关键技术　　《子午工程》涉及的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、全天空干涉成像技术以及通信和数据传输及处理技术等的可行性问题已基本解决。

国际先进性　　《子午工程》是世界上跨度最长、功能最全、综合性最高的子午链，为世界仅有，可进行其它国家和地区难于开展的国际最前沿课题的研究。此外，它还体现了：全球性——形成唯一可环绕地球一周的空间环境监测子午圈；地域性——充分体现我国上空环境特性研究，为了解全球近地空间环境变化必不可缺；综合性——综合无线电、地磁、光学、宇宙线、火箭等多种科学装置和手段进行多学科综合研究；

地位与作用　　它的建成将使我国在空间环境的地基监测方面步入有重要国际影响的先进国家之列，在亚洲发挥主导（或中枢）作用几十年。中国卫星故障40%都与空间环境有关，若故障率下降10%，效益将十分巨大；带给通信、导航、资源、气象、地震、减灾、防灾、GPS应用、电力、生态和人类健康以及国家安全等领域的长期累集效益更是难以计算的，等等。

国际合作影响深远　　国际科联日地物理委员会和东经120°、西经60°子午圈上的国家和地区的主要科技专家评价《子午工程》：“打开了二十一世纪该科学领域的大门”、“将在未来几十年内做出根本性的重要贡献”、 “代表一个很重要的创举”、“中国的子午工程将是这种全球努力的一个重要部分，它的贡献将是无法估价的”等等。一致迫切希望早日启动建设《子午工程》，实施由中国牵头的“国际空间天气子午圈计划”，合理利用各国的科技资源，共同为发展空间天气这一造福人类和平与进步的事业做出积极贡献。

 

3．《子午工程》建设目标与内容

 

建设目标　　建设与国际接轨，具有世界先进水平的东半球120° E附近空间环境地基综合监测子午链系统。它包括无线电雷达、激光雷达、全天空成像光学干涉仪和探空火箭等大型先进科学装置以及空间物理学科的科学数据系统和研究与预报系统。在此基础上，通过国际合作和西半球60°W附近的子午链构成环绕地球一周的、完整的空间环境地面综合监测子午圈，监测近地球空间环境的全球变化；

为我国社会各类用户提供《子午工程》的地基观测数据、近地空间环境模式和科学成果；积极参加军、民业务预报部门组织的空间天气预报与服务，为减少或避免空基和地基技术系统以及人类健康遭受空间灾害性天气的损伤和破坏、为提高我国空间天气预报能力和服务水平做出重要贡献。

 

建设内容　　《子午工程》按了解空间环境变化规律的科学要求，充实、完善沿东半球120°E子午线附近北起漠河，经北京、武汉，南到海南并延伸到南极中山站的综合性观测链；同时充分发挥东起上海，经武汉、成都西至拉萨的沿北纬30°N台链作用。15个台站详细情况见附表。

 

《子午工程》包括如下三大系统建设：

1.    空间环境监测系统——由无线电(包括雷达和电离层观测系统)、地磁（电）、光学和探空火箭四个分系统组成；

2.    科学数据系统——由北京数据中心和6个节点组成；

3.    研究与预报系统——由研究与建模分系统和民用、军用预报与服务分系统组成。

《子午工程》监测范围和参数。它主要监测我国东经120°E子午线附近北起黑龙江漠河南至南极中山站和北纬30°N附近东起上海西至拉萨上空的空间环境。主要监测的空间范围是从20～30公里以上到几百公里的中高层大气和电离层，以及十几个地球半径以外的行星际空间。主要监测参数包括：

  ● 地表：地磁场、电场、宇宙线强度；

  ● 中高层大气：风、密度、温度、成份、气溶胶、波动、太阳辐射等；

  ● 电离层：电子和离子的浓度、温度、运动、频高图、不均匀结构等；

  ● 磁层：密度；

● 行星际：太阳风等离子体速度。

 

4．《子午工程》建设进度

 

《子午工程》建设遵循“边建设，边运行”的原则，计划用5年时间全面完成。

● 第1～2年：对现有仪器设备进行完善、升级、配套和入网。主要包括：实施现有空间环境监测站网改造计划；解决新增仪器关键技术与完善技术方案；解决入网仪器数字化以及各站数据收集、传输有关的技术问题；完成实验楼基建等。

● 第3～4年：新增设备逐步入网运行。主要包括：完成新增仪器研制、调试和入网运行；全部完成已有监测仪器的改造、调试与入网工作；建立科学数据系统、研究与预报系统；各分系统进入试运行状态；

● 第5年：《子午工程》全部建成。我国东半球空间环境地面综合监测子午链全部开通运行。

 

5．《子午工程》启动的条件和时机基本成熟

    各参加部委的领导和科技专家，自《子午工程》提出以来，一直坚持不懈地根据国内外科技发展和国家的需求，逐年都对《子午工程》方案进行完善、修改和可行性研讨，以保持《子午工程》的国际先进性。目前，《子午工程》方案的可行性、各部委任务分割、关键技术、人员组织、基础设施、国际合作以及管理模式等方面都基本具备了启动建设的条件。随着我国神舟5号载人飞船的成功和地球空间环境“双星”探测计划的实施，从《子午工程》各参加部门领导到广大科技人员，都认为现在是启动建设《子午工程》的最好时机。
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To see a world in a grain of sand,
And a heaven in a wild flower,
Hold infinity in the palm of your hand,
And eternity in an hour.

 


※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.120.3.1]