中新網(wǎng)1月22日電 中國“雙星計劃”近日吸引了世界的目光,為什么要發(fā)射兩顆星?首星為何在12月升空?雙星計劃首席科學(xué)家劉振興院士為此對有關(guān)背景作了披露。
據科技日報報道,劉振興介紹說(shuō),雙星計劃的兩顆衛星運行于目前國際上國際日地空間物理計劃(ISTP)衛星所不能覆蓋的近地磁層主要活動(dòng)區,它們互相配合,形成了具有創(chuàng )新特色的適合研究地球空間暴多時(shí)空尺度過(guò)程的探測體系。
劉振興說(shuō),地球空間是繼陸地、海洋和大氣層之后,與人類(lèi)活動(dòng)息息相關(guān)的“第四領(lǐng)域”。它是人造地球衛星、載人航天、航天飛機和空間站的飛行區域,是目前人類(lèi)開(kāi)發(fā)和利用太空資源,從事對地觀(guān)測與太空科學(xué)試驗、進(jìn)行太空軍事進(jìn)攻與防御的主要活動(dòng)領(lǐng)域,也是危害人類(lèi)活動(dòng)與生存環(huán)境的空間災害天氣的直接發(fā)生地。
劉振興介紹稱(chēng),在太陽(yáng)活動(dòng)和行星際擾動(dòng)影響下,地球空間經(jīng)常發(fā)生爆發(fā)性的劇烈擾動(dòng)?茖W(xué)家將這些擾動(dòng)統稱(chēng)為地球空間暴,主要是磁層亞暴、磁暴、磁層粒子暴、電離層暴和熱層暴,它們是最主要的空間災害天氣。迄今已發(fā)生的6000多起以上的衛星故障中,大約40%是由空間環(huán)境異常引起的。地球空間暴是產(chǎn)生航天器故障、威脅宇航員安全、導致通信中斷和影響導航與定位精度的主要原因,F代和未來(lái)的空間戰和信息戰,離不開(kāi)對地球空間天氣和環(huán)境的了解和預測。研究地球空間暴的形成和演化過(guò)程及預報模型,可為空間災害天氣預報提供理論基礎,為建設航天環(huán)境保障體系和國家安全防御體系提供科學(xué)數據,具有重要的應用前景。
劉振興介紹,地球空間暴的形成和演化是地球空間天氣過(guò)程的主要形式,這是目前日地空間物理學(xué)集中研究的重大前沿領(lǐng)域之一。對這些現象和物理過(guò)程的研究,可以推動(dòng)空間天氣和行星空間環(huán)境比較研究的發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)其他相關(guān)學(xué)科(如太陽(yáng)物理、天體物理),特別是等離子體物理學(xué)的發(fā)展,具有重大的科學(xué)意義。
據報道,中國雙星計劃的兩顆衛星是自成體系,相互呼應的獨立的系統,而不是歐空局星簇計劃的補丁或補充。雙星計劃提出時(shí),星簇計劃Ⅱ還沒(méi)立項。雙星計劃的科學(xué)目標是瞄準目前空間物理界的重大前沿課題,即地球空間暴的觸發(fā)機制和發(fā)展過(guò)程問(wèn)題,是大尺度的空間探測問(wèn)題,特別針對動(dòng)態(tài)的地球空間特性和空間暴。而歐空局星簇計劃的科學(xué)目標是針對磁層邊界層的精細結構。若沒(méi)有雙星或其它衛星配合,將無(wú)法完整地探測當前最為熱點(diǎn)的磁層動(dòng)態(tài)特性和發(fā)生不同時(shí)空中的空間暴的發(fā)展過(guò)程。
歐空局的星簇即4顆衛星,是運行于一個(gè)軌道面上的“團”。雙星計劃的兩顆星,則在地球空間中具備了完全分離的兩個(gè)探測點(diǎn),實(shí)際上是兩點(diǎn)加一“團”的同步探測,雙星計劃的重要性可想而知。
報道稱(chēng),雙星計劃工程總師王希季院士在該計劃應用系統與有效載荷2003年工作會(huì )議上說(shuō),雙星計劃首星升空之所以選在今年12月,是因為這是以劉振興院士為首的科學(xué)家精心計算出來(lái)的,這是一個(gè)少有的難得的六星配合的機遇。
王希季說(shuō),中國的雙星計劃和歐洲空間局的星簇計劃只有配合得好,才能形成多時(shí)空的同步探測,而要實(shí)現六點(diǎn)同步探測取決于兩個(gè)因素:一是星簇衛星的實(shí)際壽命;二是雙星的發(fā)射時(shí)間。我們對星簇計劃4顆衛星的實(shí)際壽命有比較準確的了解,所以,雙星計劃中的一顆星,即赤道星,要在今年的12月發(fā)射,明年6月發(fā)射極軌星,這樣才能實(shí)現同步。(于莘明)