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3月21日,面向空間天氣研究的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——子午工程二期通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收,與子午工程一期組成了世界最大的空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng),這是我國(guó)建成的國(guó)際首個(gè)覆蓋日地空間全圈層(太陽(yáng)風(fēng)-磁層-電離層-中高層大氣)的綜合性空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)設(shè)施,標(biāo)志著我國(guó)空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)能力躍居世界領(lǐng)先地位。
中國(guó)電科深度參與子午工程建設(shè),打造射電頻譜日像儀、行星際閃爍監(jiān)測(cè)儀等“大國(guó)重器”,推動(dòng)太陽(yáng)及空間環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備不斷升級(jí)。
由網(wǎng)絡(luò)通信研究院承建的厘米-分米波射電日像頻譜儀天線,被稱為“草原天眼”,它的研制填補(bǔ)了太陽(yáng)爆發(fā)能量初始釋放區(qū)厘米-分米波波段高分辨射電成像觀測(cè)空白,對(duì)日冕研究意義重大。支撐建設(shè)的子午工程二期米波-十米波射電日像儀由227套天線組成陣列,與106套射電頻譜日像儀互相銜接配合,組合成一個(gè)從十米波到厘米-分米波的超寬帶射電頻譜成像觀測(cè)系統(tǒng),獲得對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)產(chǎn)生的行星際擾動(dòng)源的全面監(jiān)測(cè)。建設(shè)的行星際閃爍監(jiān)測(cè)儀由主站三套40米×140米大型可動(dòng)拋物柱面天線、輔站二套30米拋物面天線組成,是國(guó)際首個(gè)實(shí)現(xiàn)三站雙頻相關(guān)監(jiān)測(cè)的地基行星際閃爍監(jiān)測(cè)望遠(yuǎn)鏡,實(shí)現(xiàn)對(duì)日地空間環(huán)境及太陽(yáng)風(fēng)等全圈層、立體、多要素綜合觀測(cè)。
在海拔3820米的四川省稻城縣,中國(guó)電科39所承建的子午工程二期圓環(huán)陣太陽(yáng)射電成像望遠(yuǎn)鏡正凝望天際。313部直徑6米的拋物面天線,均勻分布在直徑1公里的圓環(huán)上,中心100米高的定標(biāo)塔為整個(gè)觀測(cè)鏈路提供定標(biāo)基準(zhǔn),構(gòu)建起全球規(guī)模最大的綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡。它能拍攝出同頻段全球最高質(zhì)量的太陽(yáng)和日地空間傳播鏈條“射電照片”,支撐理解日地空間環(huán)境系統(tǒng)和空間天氣“因果鏈”。
與單純接收電磁波的射電望遠(yuǎn)鏡不同,雷達(dá)能利用發(fā)射機(jī)向外發(fā)射電磁波,接收從目標(biāo)反射回來(lái)的電磁波,從而發(fā)現(xiàn)目標(biāo),分析出它的形狀、表面細(xì)節(jié)和移動(dòng)速度,這為觀測(cè)電離層中的電子提供了有力手段。
在海南,由中國(guó)電科14所參與研制的三站式非相干散射雷達(dá),正用電波探測(cè)數(shù)百公里外的電離層。這是全球探測(cè)能力最強(qiáng)相控陣非相干散射雷達(dá)。雷達(dá)渾身上下布滿數(shù)千個(gè)精密組件,通過(guò)發(fā)射接收信號(hào),得到電離層參數(shù),像一臺(tái)面向太空的“超級(jí)CT”,實(shí)現(xiàn)上千公里電離層的CT掃描和3分量成像探測(cè)能力,更好地監(jiān)測(cè)整個(gè)空間環(huán)境的立體狀態(tài)。
“高度越高,電離層中電子密度就越稀薄,反射接收的信號(hào)更是微弱,這對(duì)雷達(dá)接收信號(hào)的靈敏度、波形設(shè)計(jì)、算法都提出更高要求?!奔夹g(shù)專家表示,投入運(yùn)行以來(lái),雷達(dá)成功觀測(cè)到高時(shí)空分辨率電離層等離子體空洞剖面結(jié)構(gòu),還攜手FAST、圓環(huán)陣太陽(yáng)成像射電望遠(yuǎn)鏡開(kāi)展聯(lián)合觀測(cè),為空間物理重大科學(xué)問(wèn)題研究貢獻(xiàn)力量。
子午工程二期的建成,實(shí)現(xiàn)了覆蓋廣度、技術(shù)深度和探測(cè)精度的多維度突破,將顯著提升我國(guó)空間天氣預(yù)報(bào)預(yù)警能力。下一步,中國(guó)電科將心懷“國(guó)之大者”,激發(fā)創(chuàng)新活力,持續(xù)提升在空間天氣災(zāi)害等領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力,為人類(lèi)和平利用空間、在外空領(lǐng)域推動(dòng)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體作出更大貢獻(xiàn)。