高翔宇

距今1800多年前，東漢科學(xué)家張衡發(fā)明了地動(dòng)儀，這是世界上第一架能夠預(yù)測(cè)地震的儀器。

時(shí)光穿梭，一顆被命名為“張衡一號(hào)”的衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。“張衡一號(hào)”和張衡有什么關(guān)系？它肩負(fù)什么樣的特殊使命？

高能調(diào)查局火速調(diào)查！

到天上測(cè)地震

眾所周知，地震預(yù)測(cè)是一個(gè)世界難題。1800多年前，張衡的地動(dòng)儀作出了石破天驚的貢獻(xiàn)，但就算是距離地動(dòng)儀發(fā)明1800多年后的今天，人類對(duì)于地震的預(yù)測(cè)手段依然非常有限。

20世紀(jì)五六十年代，現(xiàn)代科技才開(kāi)始介入地震研究。目前，科研人員可以利用地質(zhì)法、統(tǒng)計(jì)法和前兆法來(lái)預(yù)測(cè)地震。但是，地震是一種極其復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象，很難像天氣預(yù)報(bào)一樣，給出較大概率、甚至極其精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)。

為了解決這個(gè)難題，“張衡一號(hào)”衛(wèi)星應(yīng)運(yùn)而生，大概率甚至準(zhǔn)確的地震預(yù)測(cè)是“張衡一號(hào)”衛(wèi)星的目標(biāo)。

很多人會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：貼著地面都不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，憑什么在天上就可以呢？

的確，上世紀(jì)，到天上預(yù)測(cè)地震是科學(xué)家們不敢想象的事情?？墒潜臼兰o(jì)，天文、地理、電磁……各個(gè)學(xué)科交融貫通，科學(xué)家們開(kāi)始大膽想象。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)電磁異動(dòng)和地震運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)緊密。地震發(fā)生前，巖石的摩擦破裂會(huì)產(chǎn)生電磁波，電磁波會(huì)傳往大氣層。除此以外，地殼的運(yùn)動(dòng)還會(huì)切割磁力線，造成磁力線扭曲?？偠灾?，一旦發(fā)生強(qiáng)烈地震，地球內(nèi)部的電磁信息就會(huì)出現(xiàn)異常。

這個(gè)時(shí)候，我們可以通過(guò)衛(wèi)星對(duì)地球電磁進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，就能分析出地震發(fā)生的概率。

而且，利用衛(wèi)星觀測(cè)地震，還能突破地域限制。譬如：青藏高原情況復(fù)雜，地面監(jiān)測(cè)不能完全覆蓋，但是通過(guò)衛(wèi)星則可以實(shí)現(xiàn)。

準(zhǔn)不準(zhǔn)看“療效”

有人會(huì)問(wèn)，“張衡一號(hào)”對(duì)地震預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率究竟如何？是否能夠立即投入使用？

回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們得先了解一下“張衡一號(hào)”的工作流程。

首先，“張衡一號(hào)”要全面接收電磁信息。

然后，“張衡一號(hào)”會(huì)將這些信息傳回地面，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)累積，綜合分析。

最后，計(jì)算機(jī)會(huì)從分析的結(jié)果中找到“蛛絲馬跡”。

這需要時(shí)間，更需要“張衡一號(hào)”對(duì)自身提出高標(biāo)準(zhǔn)的要求。

要知道，衛(wèi)星收集電磁信息可不是一般的工作，因?yàn)?，電磁波?huì)對(duì)衛(wèi)星中的電子零件產(chǎn)生磁化。對(duì)于“張衡一號(hào)”來(lái)說(shuō)，如果數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)本身的電磁輻射過(guò)大，則會(huì)影響衛(wèi)星遙感器采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

所以，“張衡一號(hào)”最獨(dú)特的地方，不在于專職收集電磁數(shù)據(jù)，而是要求全身“無(wú)磁或者少磁”。

為此，科學(xué)家們花了4年時(shí)間，將“張衡一號(hào)”的數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)抗電磁性能做到最優(yōu)。

材料選用方面，“張衡一號(hào)”采用無(wú)磁性或者低磁性的零件，就連衛(wèi)星上使用的鋼質(zhì)螺釘，“張衡一號(hào)”也全部換成了不易磁化的鈦螺釘;電路板設(shè)計(jì)方面，科學(xué)家精心設(shè)計(jì)，減小電流環(huán)面積，這樣就可以降低電路產(chǎn)生的電磁干擾。

隨著“張衡一號(hào)”沖天而去，這些匠心將在未來(lái)的工作中得以檢驗(yàn)。至于“張衡一號(hào)”的性能，我們拭目以待。

高能調(diào)查局要為中國(guó)科學(xué)家的努力點(diǎn)贊，更期待“張衡一號(hào)”為全世界作出貢獻(xiàn)。

搭乘“小伙伴”

2018年2月2日是一個(gè)不尋常的日子，除了“張衡一號(hào)”順利升空，還有一位“小伙伴”和它一起升空。

這就是中國(guó)中學(xué)生自主設(shè)計(jì)的小衛(wèi)星——“少年星一號(hào)”。

“少年星一號(hào)”是一顆立方體納米衛(wèi)星，僅長(zhǎng)10厘米、寬10厘米、高34厘米，重3公斤。大小相當(dāng)于一顆小西瓜。

“張衡一號(hào)”和“少年星一號(hào)”哥倆共同乘坐“長(zhǎng)征二號(hào)丁”運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，成為一箭雙星的成功典范。

不要小瞧了一起飛天的這位“小伙伴”。

它可是我國(guó)第一顆教育共享衛(wèi)星，完成在軌測(cè)試后，將面向全國(guó)中小學(xué)校免費(fèi)開(kāi)放使用。

高能調(diào)查局了解到，中學(xué)生設(shè)計(jì)并發(fā)射衛(wèi)星，中國(guó)并不是第一個(gè)。

早在2013年，美國(guó)高中生托馬斯·杰斐遜在美國(guó)航天局的幫助下，將自己設(shè)計(jì)的一顆名為T(mén)J3SAT的小衛(wèi)星送入了地球軌道。2015年，以色列同樣發(fā)射了一顆中學(xué)生設(shè)計(jì)的小衛(wèi)星。這給中國(guó)科學(xué)家很大觸動(dòng)。2016年，“中國(guó)少年微星計(jì)劃”正式啟動(dòng)，中國(guó)少年對(duì)小衛(wèi)星發(fā)起全面挑戰(zhàn)。

中國(guó)少年微星計(jì)劃

“中國(guó)少年微星計(jì)劃”分為“創(chuàng)星、造星、發(fā)星、亮星、觀星”五大環(huán)節(jié)。2016年4月，大科學(xué)家們從全國(guó)上千所中小學(xué)中征集到超過(guò)10萬(wàn)個(gè)創(chuàng)意設(shè)計(jì)。

比如“太空拍照功能”，這個(gè)由學(xué)生提出的創(chuàng)意，最終成功登上“少年星一號(hào)”。

未來(lái)，所有建有衛(wèi)星測(cè)控分站的中小學(xué)，均可以免費(fèi)共享“少年星一號(hào)”帶來(lái)的“福利”——在教室里就能體驗(yàn)天地互動(dòng)。

天地互動(dòng)究竟是什么樣的體驗(yàn)？

舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，一架滿載幾百人的大飛機(jī)憑空消失，至今下落不明，譬如：著名的馬航MH370懸案。在科技如此發(fā)達(dá)的今天，問(wèn)題出在哪兒呢？

科學(xué)家認(rèn)為，問(wèn)題出在了低軌道衛(wèi)星上。具體點(diǎn)說(shuō)，是低軌小衛(wèi)星監(jiān)控缺位。

如果“少年星一號(hào)”早點(diǎn)升空，同學(xué)們就可以通過(guò)衛(wèi)星在教室里監(jiān)控尋找馬航MH370。

目前，全球有地面基站信號(hào)覆蓋的地方其實(shí)只占地球表面積的10%。海上、天上、人煙稀少的地方，都處于監(jiān)控空白區(qū)。

要想把這些地方置于監(jiān)測(cè)之下，需要數(shù)量可觀的低軌小衛(wèi)星。這些小衛(wèi)星需在距離地球表面200～2000千米的空間內(nèi)。

中國(guó)科學(xué)家準(zhǔn)備在3年內(nèi)部署完成72顆低軌小衛(wèi)星。

屆時(shí)，中國(guó)小衛(wèi)星單日數(shù)據(jù)采集次數(shù)將高達(dá)5億次，實(shí)現(xiàn)對(duì)重型機(jī)械、物流運(yùn)輸、無(wú)人設(shè)備、海陸空環(huán)境狀態(tài)的信息監(jiān)控。

以遠(yuǎn)洋貨輪為例，一旦低軌小衛(wèi)星投入使用，遠(yuǎn)洋貨輪位于哪里，甚至集裝箱門(mén)有沒(méi)有打開(kāi)都可以被實(shí)時(shí)監(jiān)控。

除此以外，遷徙候鳥(niǎo)、無(wú)人機(jī)、石油管道、電力線等，同樣可以被實(shí)時(shí)監(jiān)控。

當(dāng)小衛(wèi)星到了非洲上空，它們還可以免費(fèi)或低價(jià)為非洲人民提供一些幫助。

“中國(guó)少年微星計(jì)劃”的提出，最重要的目的不是在技術(shù)上教會(huì)同學(xué)們?nèi)绾巫鲂l(wèi)星，而是引導(dǎo)大家把觀察的視角從地面升向太空，從教室伸向全世界，喚醒大家求知探索的渴望！

雙“星”閃耀，我們的征途是星辰大海。