作者:泉琳 來源: 發(fā)布時間:2018-11-13 15:29:15
子午工程:空間科學(xué)國之重器

 
2012年10月23日,我國空間科學(xué)領(lǐng)域首個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測子午鏈(簡稱子午工程),在北京通過國家驗(yàn)收。
 
“子午工程是國際上監(jiān)測空間范圍最廣、地域跨度最大、監(jiān)測空間環(huán)境物理參數(shù)最多、綜合性最強(qiáng)的地基空間環(huán)境監(jiān)測網(wǎng),達(dá)到世界領(lǐng)先水平。”驗(yàn)收專家的高度評價,標(biāo)志著歷時4年多工程建設(shè)、完成投資逾1.6億元人民幣的這項(xiàng)國家大科學(xué)工程進(jìn)入正式科學(xué)運(yùn)行階段,讓現(xiàn)場不少“子午人”熱淚盈眶。
 
三維監(jiān)測全球空間環(huán)境
 
空間,是除陸地、海洋、大氣之外人類面臨的第四環(huán)境,也是世界主要國家競爭的重要戰(zhàn)略制高點(diǎn)。在現(xiàn)代科技廣泛運(yùn)用的今天,空間環(huán)境的變化深刻影響著人類生活。
 
在地球表面20公里至30公里以上的中高層大氣、電離層、磁層、行星際空間和太陽大氣所構(gòu)成的空間中,經(jīng)常發(fā)生磁暴、太陽風(fēng)等空間災(zāi)害性事件,就像天氣變化中的狂風(fēng)暴雨一樣,不但會造成通訊中斷,還會危及航行安全。
 
人們不會忘記,在1989年的“魁北克事件”中,太陽活動所導(dǎo)致的感應(yīng)電流致使變電站被燒毀,600多萬人在寒冷和黑暗中度過了9個多小時,造成幾千萬美元的損失;2003年10月,SOHO等重要科學(xué)研究衛(wèi)星的探測儀器損壞,數(shù)據(jù)丟失……這些都是太陽活動“惹的禍”。
 
因此,美國科學(xué)家曾預(yù)言,人類未來面臨的最大自然災(zāi)害之一可能就是太陽風(fēng)暴引起的電網(wǎng)崩潰。
 
太陽活動如何影響日地空間環(huán)境?如何減少災(zāi)害性空間天氣對人類的影響?這是人類迫切需要了解的問題。
 
國際社會高度重視災(zāi)害性空間天氣及其影響,著力開展空間天氣的探測和研究。地基探測具有探測方法完備、高穩(wěn)定性和高可靠性等優(yōu)點(diǎn),成為國際上空間天氣探測的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢。
 
比如,美國在近20年建立了立體空間環(huán)境監(jiān)測體系,在地基觀測上也部署了南美地磁場子午線監(jiān)測鏈(SAMBA)、中大陸地磁場監(jiān)測鏈(MCMAC)、太陽光學(xué)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(ISOON)等;加拿大地球空間監(jiān)測系統(tǒng)(CGSM)形成了對北半球高緯和極區(qū)的空間環(huán)境地基監(jiān)測網(wǎng);日本的MagDAS計(jì)劃則是世界上規(guī)模最大、跨度最長、站點(diǎn)最多的地磁監(jiān)測鏈;俄羅斯先后發(fā)射了一系列空間環(huán)境探測衛(wèi)星,獲取太陽、行星際空間、磁層、電離層等日地空間環(huán)境監(jiān)測信息,同時建立了發(fā)達(dá)的地基臺站。
 
在空間科學(xué)領(lǐng)域,中國仍是新興國家。為發(fā)展空間科學(xué),提高我國對空間天氣的認(rèn)知能力,結(jié)合我國地域特性和國際發(fā)展趨勢,我國科學(xué)家創(chuàng)造性地提出,沿我國東經(jīng)120度和北緯30度建設(shè)兩條地基觀測鏈,這就是備受國內(nèi)外關(guān)注的東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測子午鏈項(xiàng)目(簡稱子午工程)。
 
“其目的是了解我國上空這種局域性的空間環(huán)境變化規(guī)律,及其與地球系統(tǒng)全球性變化間的關(guān)系,更有效地應(yīng)對空間天氣災(zāi)害。”擔(dān)任子午工程科技委主任的中國科學(xué)院院士魏奉思表示。
 
子午工程緣起
 
提起子午工程,則要從25年前說起。
 
1993年,我國著名空間物理學(xué)家魏奉思在負(fù)責(zé)起草《中國空間物理發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃建議書》時,率先提出了建立空間環(huán)境監(jiān)測子午鏈的科學(xué)構(gòu)想。
 
彼時,對于這一設(shè)想的提出,出現(xiàn)了兩種不同的聲音。一部分人贊同這樣的設(shè)想,還有一部分人則認(rèn)為這個設(shè)想是天方夜譚,根本不可能實(shí)現(xiàn)。
 
面對分歧,魏奉思始終認(rèn)為,搞研究,不應(yīng)該僅僅局限于在某個領(lǐng)域里面申請點(diǎn)基金,搞點(diǎn)項(xiàng)目,發(fā)點(diǎn)文章,而是要謀求學(xué)科發(fā)展,抓發(fā)展戰(zhàn)略,“科學(xué)家應(yīng)該有夢想,如果連夢都不敢做,那就成不了大事。”魏奉思堅(jiān)定地說。
 
隨后,魏奉思了解到中國科學(xué)院正在向國家科技委報(bào)送重大科學(xué)工程計(jì)劃,于是他建議把“東半球空間環(huán)境子午圈監(jiān)測鏈”項(xiàng)目報(bào)上去。在時任中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心所長姜景山等領(lǐng)導(dǎo)的支持下,我國五部委11家單位的科技專家們于1994年初起草了《子午工程建議書》,并作為附件隨同《中國空間物理發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》報(bào)送國家科學(xué)技術(shù)委員會(今科學(xué)技術(shù)部)。
 
經(jīng)過嚴(yán)格選拔,1997年6月,國家科技教育領(lǐng)導(dǎo)小組確定子午工程為國家重大科學(xué)工程。又歷經(jīng)多年的籌劃、準(zhǔn)備和推進(jìn),2008年1月“子午工程”正式開工建設(shè)。
 
子午工程由中科院牽頭,聯(lián)合教育部、工業(yè)和信息化部、中國地震局、國家海洋局、中國氣象局等七部委所屬的十二家法人單位共同建設(shè)并運(yùn)行。
 
作為子午工程項(xiàng)目法人,中科院國家空間科學(xué)中心總體負(fù)責(zé)子午工程建設(shè)和運(yùn)行管理工作,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中科院地質(zhì)與地球物理研究所、北京大學(xué)、中國電子科技集團(tuán)第二十二研究所、中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心、中科院大氣物理研究所、中國極地研究中心、武漢大學(xué)、中國人民解放軍總參氣象水文空間天氣總站參與,幾乎凝聚了我國空間天氣和空間物理學(xué)界的所有科研工作者的力量。
 
7個部委,12家參與單位,15個監(jiān)測站,87臺無線電、地磁、光學(xué)、宇宙線、火箭等觀測設(shè)備,以及研究中高層大氣、電離層、磁層、行星際等不同圈層的科學(xué)家。
 
將所有這些都聚集到一個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目之中,在很多人看來,如何匯集、組織各科研領(lǐng)域、研究方向的科學(xué)智慧是一大難題。
 
確實(shí),參加子午工程的12家單位管理機(jī)制各異,參與監(jiān)測研究所涉及不同學(xué)科,整個項(xiàng)目的調(diào)度與管理錯綜復(fù)雜,空間中心作為項(xiàng)目牽頭單位,要組織好這些沒有行政隸屬關(guān)系的單位開展工作,無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。
 
在迎接挑戰(zhàn)的同時,科學(xué)家們更多看到的是實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破的機(jī)遇。“子午工程很大的特點(diǎn)就是它是一個多參數(shù)的綜合觀測體系,多參數(shù)耦合、綜合地解決科學(xué)問題,是子午的科學(xué)目標(biāo)之一。”空間中心主任王赤表示。
 
空間不是一個孤立的系統(tǒng),上面受到太陽活動、電磁層的擾動,下面受到火山、地震、海嘯等地球活動的影響。與空間大氣的分層一樣,研究空間大氣的科學(xué)家也聚集在各自的“層”。
 
“單個設(shè)備、單臺儀器、單個現(xiàn)象的科學(xué)研究已經(jīng)走到了盡頭,如果大家不‘交叉’,還是單打獨(dú)斗,就不需要子午工程了。”王赤說,“培養(yǎng)科研人員多學(xué)科交叉的視野,也是子午工程以后能夠取得重大科學(xué)突破的土壤之一。”
 
事實(shí)上,子午工程從建設(shè)初期開始便在不斷呼吁學(xué)科、領(lǐng)域間的交叉與交流,并從制度上加強(qiáng)建設(shè)。
 
中科院專門成立了由副院長擔(dān)任組長的子午工程項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組。同時,空間中心成立了項(xiàng)目建設(shè)工程經(jīng)理部,由時任空間中心主任吳季擔(dān)任總經(jīng)理,副主任王赤擔(dān)任項(xiàng)目總工程師。有了領(lǐng)導(dǎo)的全力支持和完善的組織保障,建設(shè)團(tuán)隊(duì)信心十足。
 
在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對多單位聯(lián)合工作的復(fù)雜性,項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了“技術(shù)業(yè)務(wù)依系統(tǒng),運(yùn)行管理按單位”的矩陣式管理模式,從而有效避免了技術(shù)和管理之間相互牽制的情況,極大地提高了管理效率。
 
為了使近400人的“大家庭”更有凝聚力,項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)在“家規(guī)”上下了大功夫。經(jīng)過廣泛細(xì)致的調(diào)研,項(xiàng)目辦公室編寫了《子午工程實(shí)施及管理計(jì)劃》。這份3萬多字的“家規(guī)”,覆蓋了組織機(jī)構(gòu)、工程計(jì)劃、管理要點(diǎn)和技術(shù)規(guī)范等多方面內(nèi)容,形成了一套12家單位都能共同遵守的規(guī)范,使子午工程有了統(tǒng)一的“語言”。
 
巧妙構(gòu)建“空間長城”
 
科學(xué)家們賦予子午工程的使命主要是探索日地空間第二大挑戰(zhàn)性問題:太陽上發(fā)生的擾動如何經(jīng)過浩瀚的行星際空間傳播到地球空間,進(jìn)而如何影響地球空間環(huán)境?
 
具體而言,子午工程的科學(xué)目標(biāo)是了解災(zāi)害性空間天氣的變化規(guī)律;研究我國空間環(huán)境的區(qū)域性特征及其和全球特征的關(guān)系;與衛(wèi)星觀測相結(jié)合,建立空間天氣因果鏈模式,探索完善綜合性的空間天氣預(yù)報(bào)方法。
 
實(shí)際上,我國空間環(huán)境的地基監(jiān)測歷史悠久,但是過去的地基監(jiān)測多是單個臺站進(jìn)行孤立的監(jiān)測,沒有形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的觀測體系。
 
如今,為了實(shí)現(xiàn)這一全新的科學(xué)目標(biāo),科學(xué)家們可謂煞費(fèi)苦心。結(jié)合空間環(huán)境的特征,他們巧妙地構(gòu)建起子午鏈:沿東經(jīng)120°子午線附近,利用北起漠河、經(jīng)北京、武漢,南至海南并延伸到南極中山站,以及東起上海、經(jīng)武漢、成都、西至拉薩的沿北緯30°緯度線附近現(xiàn)有的15個監(jiān)測臺站,建成一個以鏈為主、鏈網(wǎng)結(jié)合的,運(yùn)用地磁(電)、無線電、光學(xué)和探空火箭等多種手段,對近地空間環(huán)境進(jìn)行全面連續(xù)監(jiān)測。
 
簡單來說,就是在中國境內(nèi)搭起了一座長約3000公里,高達(dá)幾百公里的“空間長城”,科學(xué)家可將地球表面、中高層大氣、電離層、磁層,乃至十幾個地球半徑以外的行星際空間環(huán)境一次性“盡收眼底”。
 
子午工程由空間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)與通信系統(tǒng)和研究與預(yù)報(bào)系統(tǒng)組成。其中,空間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是子午工程獲取數(shù)據(jù)的來源,可謂子午工程的“軀干”;數(shù)據(jù)與通信系統(tǒng)、研究與預(yù)報(bào)系統(tǒng)則分別是子午工程的“心臟”和“大腦”,三大系統(tǒng)相輔相成,協(xié)同工作。
 
與此同時,子午工程的15個觀測臺共部署了87臺監(jiān)測設(shè)備,包括地磁設(shè)備、地電設(shè)備、光學(xué)設(shè)備、無線電波設(shè)備等。這些設(shè)備就像長城上的瞭望臺,相互配合,對不同維度進(jìn)行鏈條式觀測。
 
除了測量地磁場、地電場和大氣電場的設(shè)備外,子午工程部署的其余監(jiān)測設(shè)備均采用遙感探測方式實(shí)現(xiàn)對高空物理參量的測量,從而使子午工程的探測范圍大大拓展,從20~110千米高度的中高層大氣、60~1000千米高度的電離層,擴(kuò)展至7萬千米高度以上的行星際空間。
 
與中國廣闊的領(lǐng)土相比,15個觀測臺、87臺監(jiān)測設(shè)備顯然微不足道。然而它卻以其之“小”,窺見地球空間環(huán)境之“大”,實(shí)現(xiàn)了對空間環(huán)境的360度全景觀測。
 
2010年6月3日,“子午工程”氣象火箭在海南探空火箭發(fā)射場成功發(fā)射,并首次采用GPS技術(shù)獲得了我國低緯度地區(qū)20~60公里高度的高精度大氣溫度、壓力和風(fēng)場的探測參數(shù)。
 
2011年5月7日,“子午工程”探空火箭成功發(fā)射,成功進(jìn)行了中國低緯地區(qū)電離層的探測和中高層大氣的探測,試驗(yàn)搭載的“鯤鵬一號”探空儀,包括雙臂探針式電場儀、大氣微量成分探測儀、朗繆爾探針三個科學(xué)探測有效載荷,獲取了200公里以下中高層大氣微量成分、電離層電場、電子濃度、離子密度等空間環(huán)境參數(shù)的原位探測數(shù)據(jù)。
 
4年多的艱苦卓絕的努力,終于收獲了累累碩果。2012年10月,子午工程最終通過國家驗(yàn)收。但是,子午工程團(tuán)隊(duì)并不輕松,因?yàn)樗麄冞面臨著更多前所未有的挑戰(zhàn)。
 
子午在行動
 
建立至今,子午工程已運(yùn)行5年多,產(chǎn)生了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)從各觀測臺站匯集到子午工程數(shù)據(jù)中心,再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后成為更高級的科學(xué)數(shù)據(jù),供全世界科學(xué)家使用。
 
這使得過去分散、單打獨(dú)斗式的研究格局正悄然發(fā)生改變。我國科學(xué)家利用子午工程的數(shù)據(jù),已經(jīng)在空間環(huán)境圈耦合、擾動現(xiàn)象大尺度傳播等重大科學(xué)問題上取得顯著成就,多數(shù)研究成果都采用了多臺站監(jiān)測數(shù)據(jù)。這在子午工程建成之前是無法想象的。
 
當(dāng)然,除了用于科學(xué)研究之外,子午工程的監(jiān)測數(shù)據(jù)對促進(jìn)我國空間天氣預(yù)報(bào)事業(yè)的發(fā)展同樣責(zé)無旁貸。為此,子午工程專門建立了空間天氣民用預(yù)報(bào)服務(wù)平臺和軍用預(yù)報(bào)保障平臺。
 
另外,科學(xué)家還利用子午工程的探測數(shù)據(jù)開展大量的預(yù)報(bào)模式研究工作,在子午工程中部署了多個空間天氣模式。
 
值得注意的是,子午工程的成功建設(shè)還創(chuàng)造了我國空間科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的多項(xiàng)第一:建成了我國第一個以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的、分布式的網(wǎng)絡(luò)化大科學(xué)裝置;建成了我國第一臺、亞洲最先進(jìn)、探測能力達(dá)到國際頂級水準(zhǔn)的非相干散射雷達(dá);建成了我國第一臺數(shù)字波束、可掃描式高頻相干散射雷達(dá);建成了國內(nèi)首臺全固態(tài)數(shù)字陣列脈沖多普勒體制的MST雷達(dá)。
 
子午工程為建立我國以自主觀測為基礎(chǔ)的近地空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)立下了汗馬功勞。2014年,子午工程建設(shè)成果獲得了中國地球物理科技進(jìn)步獎(團(tuán)體獎)一等獎。
 
作為目前國際上跨度最長、綜合性最高的地基空間環(huán)境監(jiān)測鏈,子午工程使我國在空間天氣領(lǐng)域的知名度和國際影響力顯著提升。
 
美國著名期刊Space Weather通過封面文章對子午工程進(jìn)行了專題報(bào)道,并給予高度評價,認(rèn)為子午工程是一個“雄心勃勃、影響深遠(yuǎn)、非常震撼的項(xiàng)目”。國際空間科學(xué)界著名專家也對子午工程進(jìn)行了高度評價。
 
國際日地物理委員會主席、美國宇航局戈達(dá)德空間飛行中心資深科學(xué)家Nat Gopalswamy認(rèn)為,“來自空間天氣子午工程各個觀測臺站的數(shù)據(jù),令人印象非常深刻,你們實(shí)現(xiàn)了對大氣各個分層情況的監(jiān)測”。
 
然而空間科學(xué)的發(fā)展,任重道遠(yuǎn)。子午工程只是起步,要實(shí)現(xiàn)和平利用空間、使空間成為未來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要增量這一目標(biāo),我們還有很長的路要走。
 
描繪地基探測新藍(lán)圖
 
實(shí)際上,子午工程一期部署的15個綜合性監(jiān)測臺顯然不足以“應(yīng)付”中國廣袤的國土,而且子午鏈上還有新疆、西藏等多個地區(qū)仍未被覆蓋。
 
隨著空間天氣預(yù)報(bào)水平的不斷提升,對空間環(huán)境的精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究與監(jiān)測有了迫切的需求。
 
捕小魚,需要更密的網(wǎng)。為了更好地探測和研究空間環(huán)境,科學(xué)家們建議,將子午工程的監(jiān)測臺站間距從目前的500~600千米縮小到200~300千米,同時在東經(jīng)100度和北緯40度附近增加兩條觀測鏈,和一期的觀測鏈共同形成“井”字形的探測網(wǎng),實(shí)現(xiàn)對我國國土區(qū)域的基本覆蓋,提升捕捉小尺度空間天氣現(xiàn)象能力,更加清晰地探測大尺度的現(xiàn)象。
 
經(jīng)過多次研究論證,科學(xué)家們提出,子午工程二期的探測重點(diǎn)應(yīng)在我國北方中緯度地區(qū)(空間天氣擾動從極區(qū)向赤道傳播的必經(jīng)之路)、青藏高原地區(qū)(獨(dú)特的地理環(huán)境產(chǎn)生獨(dú)特的巖石圈—大氣層—電離層耦合現(xiàn)象)、海南地區(qū)(低緯度電離層異常頻發(fā)的區(qū)域)、南北兩極地區(qū)(太陽風(fēng)進(jìn)入地球磁層的窗口,是空間天氣擾動的重要源區(qū))。
 
由于太陽是空間天氣的源頭,因此,子午工程二期還將增加對太陽的直接觀測設(shè)備,主要是射電望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡等,從而將形成從太陽到行星際空間,到地球磁層,到電離層,直至中高層大氣的全鏈條的觀測能力。
 
子午工程二期一提出,很快就得到了國家戰(zhàn)略規(guī)劃部門的肯定!秶抑卮蠡A(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃(2012~2030)》明確提出,要“建成空間環(huán)境地基監(jiān)測網(wǎng),揭示空間環(huán)境的時間和空間變化規(guī)律,并逐步形成覆蓋更多重要區(qū)域的空間環(huán)境監(jiān)測、預(yù)警能力”。
 
2016年7月,在國家發(fā)改委組織的“十三五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施專家推薦會上,子午工程二期獲得一致推薦,成功入選《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“十三五”規(guī)劃》。
 
2018年1月,子午工程二期正式立項(xiàng),一切正在按計(jì)劃如火如荼地進(jìn)行中。
 
5月3日,空間中心與蘭州大學(xué)舉行簽約儀式,雙方將共建子午工程二期,工程預(yù)計(jì)將于2022年完成建設(shè)。
 
“蘭州地區(qū)是北緯40度和東經(jīng)110度交匯節(jié)點(diǎn),是子午工程的重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域,建立國家子午工程將使蘭州大學(xué)半干旱氣候與環(huán)境觀測站(SACOL)從當(dāng)前的地面和低層大氣觀測,向中高層大氣觀測擴(kuò)展,將大氣科學(xué)研究延伸至空間科學(xué)。”王赤表示。
 
子午工程二期將重點(diǎn)布局西部區(qū)域建設(shè)日地空間環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn),在東經(jīng)100度、北緯40度建成橫跨國土兩橫兩縱的多種檢測設(shè)備、多站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng),并且覆蓋青藏高原,形成我國上空貫穿整個日地空間的多參數(shù)空間環(huán)境基本監(jiān)測能力。
 
子午走向世界
 
隨著子午工程國際影響力的不斷提升,中國“子午人”并沒有局限于自己的“圈”中,而是將目光放得更加長遠(yuǎn)。
 
和中國一樣,像美國、加拿大、日本等一些國家都有針對性地部署地球空間系統(tǒng)監(jiān)測研究的大科學(xué)工程或科學(xué)計(jì)劃。
 
但是,目前國際上地球空間系統(tǒng)監(jiān)測尚未形成全球整體的監(jiān)測體系,仍有區(qū)域性和單一性等局限。而要詳細(xì)了解全球不同區(qū)域的空間環(huán)境,則需要在完整的子午圈上進(jìn)行觀測。
 
為此,我國的科學(xué)家創(chuàng)造性地提出,以子午工程為基礎(chǔ)和核心,通過國際合作,開展“國際空間天氣子午圈計(jì)劃”(簡稱國際子午圈計(jì)劃),即將中國的子午鏈向北延伸至俄羅斯,向南延伸到東南亞相關(guān)國家及澳大利亞等,將分布于西經(jīng)60度附近的地面觀測臺站納入聯(lián)網(wǎng)觀測,形成第一個也是唯一環(huán)繞地球一周的地基空間環(huán)境監(jiān)測子午圈,實(shí)現(xiàn)日夜24小時、全球緯度的同時觀測。
 
國際子午圈計(jì)劃的巧妙在于,利用了東經(jīng)120°/西經(jīng)60°子午圈是全球陸基觀測臺站最多的地理特征,以及許多基本的近地空間天氣過程沿子午圈發(fā)生的物理本質(zhì)。隨著地球自轉(zhuǎn),對比兩個經(jīng)度相距180度位置上的空間環(huán)境變化,再結(jié)合空間衛(wèi)星探測,使得全面了解空間天氣全球結(jié)構(gòu)的時空變化規(guī)律成為可能。
 
其實(shí),國際空間天氣子午圈計(jì)劃構(gòu)思由來已久。2002年,魏奉思就提出中國牽頭做國際空間天氣子午圈計(jì)劃的計(jì)劃。至今,該計(jì)劃已醞釀了16年。
 
直到2018年3月國務(wù)院印發(fā)《積極牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程方案》,鼓勵科學(xué)家以實(shí)現(xiàn)重大科學(xué)問題的原創(chuàng)性突破為目標(biāo),牽頭組織大科學(xué)計(jì)劃,推動世界科技創(chuàng)新與進(jìn)步、應(yīng)對人類社會面臨的共同挑戰(zhàn)。
 
此時,才真正迎來了實(shí)施國際子午圈計(jì)劃的新機(jī)遇。“國際子午圈大科學(xué)計(jì)劃的時機(jī)成熟了。這個計(jì)劃要關(guān)注‘圈’上不同國家和地區(qū)共同關(guān)心的問題,解決人類共同面臨的問題。”魏奉思說。
 
為了更好地實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo),凝聚國際智慧,國際子午圈計(jì)劃設(shè)計(jì)了“四大平臺,一個組織”的組織思路,包括協(xié)同監(jiān)測平臺、科學(xué)研究平臺、信息共享平臺、人才培養(yǎng)平臺和國際子午圈計(jì)劃組織。
 
這就意味著,國際子午圈不僅強(qiáng)調(diào)聯(lián)合子午圈上國家和地區(qū)發(fā)展多臺站、鏈網(wǎng)式、多學(xué)科交叉的協(xié)同監(jiān)測能力,還將建立國際子午圈信息共享和人才培養(yǎng)平臺,促進(jìn)地球空間系統(tǒng)全球行為及多圈層耦合研究,提高共同應(yīng)對地球空間傳統(tǒng)與非傳統(tǒng)災(zāi)害的能力。
 
作為被眾多國際同行機(jī)構(gòu)和世界著名空間科學(xué)家贊譽(yù)的“中國杰出的創(chuàng)見”,國際子午圈計(jì)劃一經(jīng)提出就得到廣泛認(rèn)同,并得到了俄羅斯、澳大利亞、加拿大、美國、巴西等國家相關(guān)機(jī)構(gòu)與科學(xué)家的積極響應(yīng)。
 
2011年,國際子午圈計(jì)劃正式列入聯(lián)合國“國際空間天氣倡議”。2012年8月,美國發(fā)布的《太陽與空間物理十年發(fā)展規(guī)劃》將國際子午圈計(jì)劃列為兩個最重要的國際合作項(xiàng)目之一。
 
目前,國際空間天氣子午圈計(jì)劃(一期)已經(jīng)開始建設(shè)。2014年8月,空間中心和巴西國家空間研究院(INPE)聯(lián)合成立了“中國—巴西空間天氣聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”和“中國科學(xué)院南美空間天氣實(shí)驗(yàn)室”,聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將主要負(fù)責(zé)西半球子午鏈的聯(lián)合觀測和數(shù)據(jù)匯交,開展東、西半球近地空間環(huán)境的探測與研究。
 
在可以預(yù)見的未來,隨著子午工程二期的建成和國際子午圈計(jì)劃的順利實(shí)施,有助于實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)全球空間天氣聯(lián)測及共同研究,推動國際空間研究的發(fā)展,將為人類開啟探索空間、利用空間的新篇章!
 
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2018年9月刊 碩果)
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