子午工程，立體監(jiān)測日地空間天氣 | 人民日報

點擊“國家空間科學(xué)中心”關(guān)注我們吧

科技自立自強水平大幅提高。

——摘自“十五五”規(guī)劃建議

日地空間天氣的監(jiān)測、研究與預(yù)報，直接影響航天器在軌安全、導(dǎo)航定位、無線電通信等高技術(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。開展對空間天氣的研究和應(yīng)用，是我們子午工程團隊的主要任務(wù)。子午工程二期從2019年11月開工，到今年3月通過國家驗收，標(biāo)志著子午工程正式建成。

這幾年，子午工程已經(jīng)有不少應(yīng)用場景。例如在航天員出艙時，提前進行空間天氣預(yù)報，避免在太陽風(fēng)暴來臨、空間有高能粒子時出艙，保護航天員健康安全。同時，我們還在探索解決太陽風(fēng)暴發(fā)生時導(dǎo)航精度下降、短波通信受影響等問題。

子午工程已經(jīng)形成了獨一無二的“一鏈”“三網(wǎng)”“四聚焦”布局創(chuàng)新監(jiān)測架構(gòu)：“一鏈”是指從太陽表面到地球表面的完整觀測鏈；“三網(wǎng)”是指將電磁、中高層大氣和電離層監(jiān)測網(wǎng)沿東經(jīng)100度、120度和北緯30度、40度呈“井”字形布局；“四聚焦”是指聚焦極區(qū)高緯地區(qū)、北方中緯地區(qū)、海南低緯地區(qū)，以及青藏高原4個重點區(qū)域，實現(xiàn)對日地空間各個圈層的立體、多要素監(jiān)測。

二期建設(shè)時，很多大型設(shè)備買不到，許多先進技術(shù)在國際上沒有先例可循，我們加大自主研發(fā)力度，自己摸索嘗試。讓我印象特別深的是，大家在海南探索建設(shè)陣列式大口徑激光雷達，通過激發(fā)亞穩(wěn)態(tài)氦原子來監(jiān)測上千公里的高層大氣。最開始的方案是通過兩站式連續(xù)發(fā)射激光來進行探測，但團隊里的年輕人提出，能不能改成單臺站脈沖式發(fā)射，對觀測便利度、信號接收都更為有利。我們經(jīng)過深化論證和大量的實驗室研究和測試，將方案進行了優(yōu)化。實踐證明，優(yōu)化后的方案效果很好。

▲圓環(huán)陣太陽射電成像望遠鏡

老實說，最開始建設(shè)時，我心里比較忐忑，一系列大型設(shè)備難度高、數(shù)量多、工期緊，但我們相信團隊成員，尤其是年輕人的聰明才智，鼓勵大家對方案提出優(yōu)化建議、不斷試錯。比如，位于四川稻城的圓環(huán)陣太陽射電成像望遠鏡，是全球規(guī)模最大的綜合孔徑射電望遠鏡，由313部天線組成。但稻城海拔將近4000米，在高原上建設(shè)大型設(shè)備，難度非常大。團隊先做好2個單元，進行測試、發(fā)現(xiàn)問題、進行修正，之后再拓展到16個單元。測試可行后，最終敲定下來313部天線的建設(shè)。可以說，這幾年來我們就是在不斷試錯、修正的過程中完成設(shè)備的建設(shè)。

隨著子午工程一期、二期的融合運行，我們正在對一些大型監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)處理軟件進行優(yōu)化提升。展望“十五五”，我們繼續(xù)推動實施國際子午圈大科學(xué)計劃，希望通過國際合作，形成服務(wù)全球的空間環(huán)境地基監(jiān)測網(wǎng)。我們希望能把子午工程的作用進一步發(fā)揮好，不斷深化大科學(xué)工程在各類場景中的應(yīng)用。

（作者徐寄遙，系中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員、子午工程二期總工程師，《人民日報》記者李君強采訪整理）

著力提升我國空間天氣科學(xué)研究能力

太陽與地球之間的空間，充滿等離子體、磁場、高能粒子、電磁輻射等，與地球空間環(huán)境緊密關(guān)聯(lián)，受太陽活動直接影響。

子午工程全稱“空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)”，是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，主要目標(biāo)是監(jiān)測日地空間環(huán)境變化，為空間天氣的研究和實時預(yù)報提供支撐，提升我國空間天氣科學(xué)研究、應(yīng)用服務(wù)與保障能力。工程名稱中的“子午”，源于空間天氣事件擾動主要沿地球經(jīng)線（即子午線）傳播的現(xiàn)象。

子午工程二期由中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心牽頭，聯(lián)合8個部門的15家單位協(xié)同攻關(guān)，由31個臺站、282臺（套）監(jiān)測設(shè)備組成的空間環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，成為目前國際上覆蓋范圍最廣、監(jiān)測要素最全、綜合能力最強的空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)。目前，二期工程實現(xiàn)從太陽源頭到地球空間各圈層的完整監(jiān)測鏈，縮小了太陽風(fēng)暴到達地球的時間預(yù)估誤差，誤差控制達到國際先進水平。

未來，科研團隊將依托子午工程，推動實施國際子午圈大科學(xué)計劃，建立陸地最完整的東經(jīng)120度至西經(jīng)60度子午圈監(jiān)測鏈，實現(xiàn)對日地空間環(huán)境全緯度、全天候的立體觀測，為全球應(yīng)對空間天氣災(zāi)害、和平利用外層空間提供科學(xué)依據(jù)。

（《人民日報》記者李君強整理）

《人民日報》（2025年11月06日?第?06?版）

來源：中科院之聲

歡迎關(guān)注我們，轉(zhuǎn)載授權(quán)、投稿事宜請
在文后留言，小編會盡快處理