摘要:2025年3月21日,国家重大科技基础设施——子午工程二期在北京怀柔科学城正式通过国家验收。这一里程碑式的事件,标志着我国建成了国际首个覆盖日地空间全圈层(太阳风-磁层-电离层-中高层大气)的综合性空间环境地基监测设施,我国空间环境地基监测能力跃居世界领先地位
2025年3月21日,国家重大科技基础设施——子午工程二期在北京怀柔科学城正式通过国家验收。这一里程碑式的事件,标志着我国建成了国际首个覆盖日地空间全圈层(太阳风-磁层-电离层-中高层大气)的综合性空间环境地基监测设施,我国空间环境地基监测能力跃居世界领先地位。那么,子午工程二期究竟是做什么的?它又有何重要意义呢?
一、建设背景与核心目标
子午工程,全称为空间环境地基综合监测网,是我国空间科学领域的重要基础设施。随着人类航天活动的日益频繁,空间天气对航天器运行、通信导航、电网安全等领域的影响日益凸显。灾害性空间天气,如太阳耀斑、日冕物质抛射等,可导致卫星失效、通信中断、电网瘫痪等重大风险,严重威胁国家安全与民生基础设施的正常运转。
子午工程二期的建设,正是为了应对这一挑战。其核心目标是实现对日地空间全圈层的综合性监测,为我国空间天气预报、航天安全、通信导航等提供关键数据支持。通过布设全球最大的地基监测网络,子午工程二期能够实时追踪太阳活动引发的空间天气变化,并预测其对地球的影响,从而有效减轻空间天气灾害带来的损失。
二、技术突破与设备亮点
子午工程二期在技术上实现了多维度突破,建成了一批国际领先的监测设备。其中,最具代表性的包括:
圆环阵太阳射电成像望远镜:作为全球最大综合孔径射电望远镜,它由313台天线组成,最大视场达10个太阳半径,可连续监测太阳射电活动并实现日冕三维层析成像,为揭示太阳活动规律提供了重要手段。
三站式非相干散射雷达:该雷达实现了上千公里电离层的CT扫描和3分量成像探测,灵敏度国际领先,可捕捉等离子体细微变化,填补了中低层大气与电离层协同监测的空白。
阵列式大口径激光雷达:作为国内首台此类设备,它实现了200-1000公里的探测高度,信号灵敏度是国际同类设备的100倍,为高精度测量大气成分和温度分布提供了可能。
此外,子午工程二期还建成了行星际闪烁监测望远镜、北方中纬高频雷达等大型监测设备,形成了从太阳表面爆发、行星际传播到地球空间响应的全链条追踪能力。
三、应用前景与国际影响
子午工程二期的建成,将显著提升我国空间天气预报预警能力。通过连续获取空间环境观测数据,并对外提供数据共享服务,子午工程二期将为航天发射、卫星运行、通信导航等领域提供重要支持。例如,在航天发射前,可利用子午工程二期的监测数据预测空间天气变化,为航天器选择最佳发射窗口;在卫星运行过程中,可实时监测卫星运行环境,确保卫星安全稳定运行。
同时,子午工程二期的建成也提升了我国在空间天气领域的国际话语权。我国科学家以子午工程为基础,率先提出并主导实施国际子午圈大科学计划,目标是建立陆地最完整的东经120°至西经60°子午圈监测链,实现对日地空间环境全纬度、全天候、日不落的立体观测。这将为全球空间天气研究提供中国方案,推动人类共同应对空间天气灾害。
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四、结语
子午工程二期的通过国家验收,是我国空间科学领域的一项重大成就。它不仅标志着我国空间环境地基监测能力跃居世界领先地位,更为我国航天事业的发展提供了有力保障。未来,随着国际子午圈计划的深化和子午工程二期数据的持续产出,我国将在日地空间科学研究中发挥更加核心的作用,为人类和平利用空间、推动构建人类命运共同体作出更大贡献。
来源:破壳科普社