上海市地震局

你好，

「澳科一號」！

人類對於地震的探索有時就如同蘇軾在《題西林壁》中寫到的「不識廬山真面目，只緣身在此山中」那樣陷入困境。然而，隨著科技不斷發展，人類嘗試著運用空間對地技術來觀測地震。2018年成功入軌的 「張衡一號」電磁監測試驗衛星是我國自主研製並且開展地球物理場探測衛星計劃的第一顆衛星，它通過監測全球空間電磁場、電離層等離子體、高能粒子沉降等物理現象，為地震機理研究、空間環境監測和地球系統科學研究提供新的技術手段，也為研究地震電磁電離層信息特徵及機理提供了新的途徑。

然而，要想持續深入地探索地震等重特大自然災害監測預警技術研究，助力地球系統科學向縱深發展，僅有「張衡一號」這一顆衛星還遠遠不夠。近日，「張衡一號」的姊妹星「澳門科學一號」在搭載長征二號丙運載火箭成功入軌。這是首顆內地與澳門合作研製的科學衛星，也是國際首顆低緯度地磁場與空間環境的科學探測衛星，採用「A星+B星」聯合觀測模式，A星搭載高精度矢量磁強儀、標量磁強計等載荷，主要用於地球磁場探測；B星搭載高能粒子探測計、太陽X射線儀等載荷，用於獲取太陽輻射數據、高能粒子能譜等主要服務於地磁探測的空間環境數據。

「澳科一號」發射現場圖

同時，「澳門科學一號」衛星作為國內地球磁場探測精度最高的衛星，將提高我國空間磁測技術水平，為我國資源勘探、磁場導航、空間環境監測等領域提供技術支撐，推動我國地磁場高精度測量衛星工程水平的提升。

「澳科一號」衛星在軌示意圖，右側為A星

l 地球磁場是什麼？研究它和我們又有什麼關係呢？

地球是一個巨大的磁體，在它的周圍存在著一種看不見摸不著的磁場。既然看不見也摸不著，怎麼證明它的存在呢？取一根小磁針，懸掛起來，我們就會發現它好像在一股神秘的力量指引下總是趨向一定的方向，這股神秘的力量就是地球的磁場——「地磁」。

地磁場和「力」一樣，也有它的大小和方向，通常可以用水平分量H、垂直分量Z和偏角D這三個要素來描述，如果知道了某處Z、H、D三個分量，也就知道了該處地磁場的主要特徵。

通過長期觀測，人類發現地磁的任何一個分量，在不同的地方都是不斷變化的。而造成這種變化的原因是多方面的，如與太陽、地球等天體運動有關的晝夜變化、季節變化、年變化等周期性變化等。科學家們經過大量的研究發現，地震在孕育過程中，由於受到構造應力場作用，地下岩石的物理、化學性質發生變化，影響了岩石的導電性，地層中積聚的被困氣體也會產生電流影響地磁活動，從而導致地下岩石磁性改變。

迄今為止，人類還無法準確掌握地震孕育的所有規律，科學家也在努力地從上述能夠引起地磁場變化的過程中尋找破解和地震有關的規律性地磁場變化異常，以此來實現地震預測。

然而，地磁信號太弱，很容易和附近交通工具等背景噪聲混合無法區別；又需要在固定位置配置精確測量的設備，記錄足夠多的統計樣本才能從噪聲中解析出可靠的電磁信號，這些都為運用地磁觀測手段來預測地震帶來了困難。

但在空間軌道運行的衛星不受地面自然條件限制，對地磁觀測覆蓋範圍大；空間電磁場動態信息強於地面信息，可以較為便捷地捕捉地磁場異常信號，可以說衛星簡直就是地磁監測的神器，「張衡一號」五年在軌期間，我國就首次成功獲取了覆蓋全球的地磁場和低頻電磁頻譜兩套基礎數據集，完整記錄了全球500多次6級以上，近60次7級以上強震信息。2023年2月6日土耳其7.8級雙震，「張衡一號」衛星數據分析也發現震前約20天斷續出現電磁波和等離子體前兆異常，這些數據都為科研人員探索地震監測預測開闢了新途徑。

「張衡一號」衛星在軌示意圖

l 「澳科一號」優勢何在？

「澳科一號」A星磁場三分量和磁場總強度測量能力達到國際領先水平，可顯著提高地磁場東西方向的梯度測量結果，為高精度地磁場模型建立提供數據基礎。在衛星技術方面，A星採用了國內首次研製的高準確度空間矢量磁場測量用光學平台，突破了高穩定無磁光學平台技術。在控制磁干擾方面，A星制定了從材料、單機、部組件到整星全級次磁潔淨度控制規範，突破了整星系統級超淨磁潔淨度控制技術。

入軌後的「澳科一號」衛星將與「張衡一號」衛星、歐洲Swarm衛星形成良好的互補觀測，實現測量與研究地球低緯度的磁場與空間環境變化，監測南大西洋地磁異常區磁場時空變化等一系列重要科學目標，為人類長期研究地磁場的演變提供寶貴的觀測數據，進一步推進我國在岩石圈磁場、地磁場起源、空間天氣預報、地磁導航、太空飛行器空間運行安全等領域的研究進程，實現我國在衛星高精度測場探測與多參量聯合觀測技術領域的跨越式發展。

參考文獻：

1.學習強國，中國航天科技集團，戴敬宜，澳門有了首個科學與技術試驗衛星！

2.新華社，我國成功發射「澳門科學一號」衛星

3.科技日報，地震探源：能否利用地磁異常探測地震

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