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我们的征途是星辰大海

2018-04-30高翔宇

少年博览·小学高年级 2018年4期
关键词:微星张衡电磁

高翔宇

距今1800多年前,东汉科学家张衡发明了地动仪,这是世界上第一架能够预测地震的仪器。

时光穿梭,一颗被命名为“张衡一号”的卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。“张衡一号”和张衡有什么关系?它肩负什么样的特殊使命?

高能调查局火速调查!

到天上测地震

众所周知,地震预测是一个世界难题。1800多年前,张衡的地动仪作出了石破天惊的贡献,但就算是距离地动仪发明1800多年后的今天,人类对于地震的预测手段依然非常有限。

20世纪五六十年代,现代科技才开始介入地震研究。目前,科研人员可以利用地质法、统计法和前兆法来预测地震。但是,地震是一种极其复杂的地质现象,很难像天气预报一样,给出较大概率、甚至极其精准的预报。

为了解决这个难题,“张衡一号”卫星应运而生,大概率甚至准确的地震预测是“张衡一号”卫星的目标。

很多人会产生疑问:贴着地面都不能准确预测,凭什么在天上就可以呢?

的确,上世纪,到天上预测地震是科学家们不敢想象的事情。可是本世纪,天文、地理、电磁……各个学科交融贯通,科学家们开始大胆想象。

科学家们发现电磁异动和地震运动关联紧密。地震发生前,岩石的摩擦破裂会产生电磁波,电磁波会传往大气层。除此以外,地壳的运动还会切割磁力线,造成磁力线扭曲。总而言之,一旦发生强烈地震,地球内部的电磁信息就会出现异常。

这个时候,我们可以通过卫星对地球电磁进行监测,通过数据对比,就能分析出地震发生的概率。

而且,利用卫星观测地震,还能突破地域限制。譬如:青藏高原情况复杂,地面监测不能完全覆盖,但是通过卫星则可以实现。

准不准看“疗效”

有人会问,“张衡一号”对地震预测的准确率究竟如何?是否能够立即投入使用?

回答这个问题之前,我们得先了解一下“张衡一号”的工作流程。

首先,“张衡一号”要全面接收电磁信息。

然后,“张衡一号”会将这些信息传回地面,通过数据库累积,综合分析。

最后,计算机会从分析的结果中找到“蛛丝马迹”。

这需要时间,更需要“张衡一号”对自身提出高标准的要求。

要知道,卫星收集电磁信息可不是一般的工作,因为,电磁波会对卫星中的电子零件产生磁化。对于“张衡一号”来说,如果数据传输分析系统本身的电磁辐射过大,则会影响卫星遥感器采集数据的精准度。

所以,“张衡一号”最独特的地方,不在于專职收集电磁数据,而是要求全身“无磁或者少磁”。

为此,科学家们花了4年时间,将“张衡一号”的数据传输分析系统抗电磁性能做到最优。

材料选用方面,“张衡一号”采用无磁性或者低磁性的零件,就连卫星上使用的钢质螺钉,“张衡一号”也全部换成了不易磁化的钛螺钉;电路板设计方面,科学家精心设计,减小电流环面积,这样就可以降低电路产生的电磁干扰。

随着“张衡一号”冲天而去,这些匠心将在未来的工作中得以检验。至于“张衡一号”的性能,我们拭目以待。

高能调查局要为中国科学家的努力点赞,更期待“张衡一号”为全世界作出贡献。

搭乘“小伙伴”

2018年2月2日是一个不寻常的日子,除了“张衡一号”顺利升空,还有一位“小伙伴”和它一起升空。

这就是中国中学生自主设计的小卫星——“少年星一号”。

“少年星一号”是一颗立方体纳米卫星,仅长10厘米、宽10厘米、高34厘米,重3公斤。大小相当于一颗小西瓜。

“张衡一号”和“少年星一号”哥俩共同乘坐“长征二号丁”运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射升空,成为一箭双星的成功典范。

不要小瞧了一起飞天的这位“小伙伴”。

它可是我国第一颗教育共享卫星,完成在轨测试后,将面向全国中小学校免费开放使用。

高能调查局了解到,中学生设计并发射卫星,中国并不是第一个。

早在2013年,美国高中生托马斯·杰斐逊在美国航天局的帮助下,将自己设计的一颗名为TJ3SAT的小卫星送入了地球轨道。2015年,以色列同样发射了一颗中学生设计的小卫星。这给中国科学家很大触动。2016年,“中国少年微星计划”正式启动,中国少年对小卫星发起全面挑战。

中国少年微星计划

“中国少年微星计划”分为“创星、造星、发星、亮星、观星”五大环节。2016年4月,大科学家们从全国上千所中小学中征集到超过10万个创意设计。

比如“太空拍照功能”,这个由学生提出的创意,最终成功登上“少年星一号”。

未来,所有建有卫星测控分站的中小学,均可以免费共享“少年星一号”带来的“福利”——在教室里就能体验天地互动。

天地互动究竟是什么样的体验?

举个例子来说,一架满载几百人的大飞机凭空消失,至今下落不明,譬如:著名的马航MH370悬案。在科技如此发达的今天,问题出在哪儿呢?

科学家认为,问题出在了低轨道卫星上。具体点说,是低轨小卫星监控缺位。

如果“少年星一号”早点升空,同学们就可以通过卫星在教室里监控寻找马航MH370。

目前,全球有地面基站信号覆盖的地方其实只占地球表面积的10%。海上、天上、人烟稀少的地方,都处于监控空白区。

要想把这些地方置于监测之下,需要数量可观的低轨小卫星。这些小卫星需在距离地球表面200~2000千米的空间内。

中国科学家准备在3年内部署完成72颗低轨小卫星。

届时,中国小卫星单日数据采集次数将高达5亿次,实现对重型机械、物流运输、无人设备、海陆空环境状态的信息监控。

以远洋货轮为例,一旦低轨小卫星投入使用,远洋货轮位于哪里,甚至集装箱门有没有打开都可以被实时监控。

除此以外,迁徙候鸟、无人机、石油管道、电力线等,同样可以被实时监控。

当小卫星到了非洲上空,它们还可以免费或低价为非洲人民提供一些帮助。

“中国少年微星计划”的提出,最重要的目的不是在技术上教会同学们如何做卫星,而是引导大家把观察的视角从地面升向太空,从教室伸向全世界,唤醒大家求知探索的渴望!

双“星”闪耀,我们的征途是星辰大海。

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