2月2日,，我國首顆電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空,，這讓我國成為目前全球擁有在軌運(yùn)行的多載荷,、高精度地球物理場探測衛(wèi)星的少數(shù)國家之一，為“地震預(yù)測”這道世界性難題的解答,，提供一種新的嘗試思路。
從外形來看,，“張衡一號”的體積并不大,，是一個(gè)約1.4米×1.4米×1.4米的立方體，重量也只有700多公斤,。不過,，這顆衛(wèi)星的“長相”卻有點(diǎn)奇怪——單太陽翼，裝載有6根伸展長度4米多的“伸桿”,，看上去有點(diǎn)像一個(gè)“炸了毛”的衛(wèi)星,。
這，恰恰是它的一大優(yōu)勢,。
“張衡一號”衛(wèi)星的抓總研制單位,、航天科技集團(tuán)五院東方紅衛(wèi)星公司總監(jiān)周峰說，“張衡一號”上的“伸桿”,，可將有效載荷即一雙雙盯著地球磁場的“眼睛”,，盡可能大距離地遠(yuǎn)離星體的位置，避免受到衛(wèi)星本體器件的電磁“干擾”——這是提高“眼睛”探測精度的必要條件,。
說白了,，離衛(wèi)星本體越遠(yuǎn)，受到的電磁“干擾”越小,，“眼睛”里的雜物越少,，“看”得也就越清楚。
“張衡一號”的工作原理聽上去并不復(fù)雜,，即衛(wèi)星在天上“盯著”地球磁場,，一旦后者發(fā)生變化，哪怕只是起了些許的漣漪,，就立即“上交”數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,，因?yàn)橐l(fā)磁場變化的一大可能，就是500公里外的地球上發(fā)生了較大的地殼活動——地震,。
鮮為人知的是,，這顆衛(wèi)星“站崗”所在的太陽同步軌道，是一個(gè)布滿了電子,、離子的電磁世界,，這里受到太陽、月球引潮力以及地球中高層大氣的擾動，常常是“波濤洶涌”,。國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)說,，衛(wèi)星在這里工作本就十分不易，還要探測這里的磁場變化情況,，更是難上加難,。
他告訴記者，“打鐵還需自身硬”,，想要精確“看到”地球磁場的細(xì)微變化,，首先要求衛(wèi)星本體的電磁信息“足夠干凈”。他給出一組數(shù)字：衛(wèi)星本體磁性對磁場測量的“影響不確定性”需控制在0.5納特,，這相當(dāng)于地球表面磁場強(qiáng)度的十萬分之一,。
周峰說，科研人員最終打造出來的“張衡一號”整星,，其磁潔凈度達(dá)到了0.33納特,，這是在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)低地球軌道衛(wèi)星高精度電磁潔凈度控制，達(dá)到國際先進(jìn)水平,。
此次任務(wù)中的“伸桿”機(jī)構(gòu)也有兩種,，一種類似魔術(shù)表演中的魔術(shù)棒，叫卷筒式“伸桿”機(jī)構(gòu),，其收攏時(shí)只有手掌大?。涣硪环N類似人類的手臂,，叫鉸鏈?zhǔn)健吧鞐U”機(jī)構(gòu),，兩種機(jī)構(gòu)展開后長度均可達(dá)到5米。
周峰告訴記者,，這兩種“伸桿”的選材過程可謂“百煉成鋼”,，既要能夠保證其在軌時(shí)能夠可靠展開，也要確保其在軌經(jīng)歷“超過200℃的溫度交變”時(shí),，那些“眼睛”在5米長的“桿子”上,，其位置變化量不大于2毫米，即大約一枚硬幣的厚度,。
周峰說,，這是我國第一次實(shí)現(xiàn)高收納比“伸桿”機(jī)構(gòu)的國產(chǎn)化，一些關(guān)鍵性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平,。此次“伸桿”設(shè)計(jì),，也讓我國星上探測載荷之間的距離，由不到2米延展至超過10米,，創(chuàng)造了國內(nèi)小衛(wèi)星伸展載荷的新紀(jì)錄,。
值得一提的是,，“張衡一號”安裝了電場探測儀，這一載荷旨在探測衛(wèi)星軌道環(huán)境空間電場,，是目前國際上運(yùn)行在太陽同步軌道上功能配置最全的空間電場探測儀器,，由航天科技集團(tuán)五院510所研制。
航天科技集團(tuán)五院510所專家說,，這個(gè)探測儀要“感知”太空中的三維電場，需要通過“伸桿”向衛(wèi)星本體外“伸出”4個(gè)傳感器,，就像4個(gè)具有高靈敏測量電路的“球”,。
這位專家表示，這樣的“球”可以探測到“等離子體”的電勢變化——這種變化非常微小,，就好比“要在喜馬拉雅山那么高的浪頭上,，分辨出一滴水珠”，難度之大可見一斑,。
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