科技論文寫作投稿期刊推薦《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》是經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)的，由中國航天科技集團(tuán)公司主管、中國宇航出版社-北京合作創(chuàng)新國際科技服務(wù)中心主辦的科技綜合類期刊；《科技 創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》雜志面向國內(nèi)外公開發(fā)行；讀者對象定位于各單位科研管理人員、科技企業(yè)科研開發(fā)人員、高等院校師生、科研院所工作人員、各大企業(yè)的廣大科技工作 者和關(guān)心高科技轉(zhuǎn)化的社會各界人士。
　　10月初，當(dāng)越來越多的人被有關(guān)“神舟”六號的新聞吊起胃口的時(shí)候，中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任吳季稍微松了口氣，由他的研究中心牽頭負(fù)責(zé)的“子午工程”得到了國家發(fā)展和改革委員會的同意批復(fù)，預(yù)計(jì)明年正式啟動。

　　這項(xiàng)耗資兩億元的空間環(huán)境監(jiān)測計(jì)劃，將帶來中國空間科學(xué)研究的一個(gè)新高潮，中國科學(xué)家探索太空的舞臺也隨之越來越寬廣。

　　10年“長跑”

　　“子午工程”全稱為“東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測子午鏈”。1995年，中國科學(xué)院、信息產(chǎn)業(yè)部、教育部、中國地震局、國家海洋局5家單位聯(lián)合向國家建議，為了解空間環(huán)境災(zāi)害性天氣變化規(guī)律及中國上空環(huán)境的區(qū)域性特征，更好地保證我國在空間運(yùn)行的衛(wèi)星和受電離層影響的各類通信導(dǎo)航設(shè)施的安全，開展“子午工程”建設(shè)對地球附近的空間環(huán)境進(jìn)行全面系統(tǒng)的監(jiān)測。經(jīng)國家科教領(lǐng)導(dǎo)小組討論，“子午工程”被確定為我國“九五”第二批國家4項(xiàng)重大科學(xué)工程之一。

　　在吳季的辦公室，他用手在桌上的地球儀上指示著說：“子午線就是地球的經(jīng)線，子午工程是要沿東經(jīng)120度經(jīng)線，利用在不同緯度已有的一系列觀測站，通過配備各種雷達(dá)、激光觀測儀以及探空火箭等科學(xué)裝置，對地面上空20到30公里以上的近地空間范圍內(nèi)的地球磁場變化以及中高層大氣和電離層的環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測。同時(shí)充分發(fā)揮東起上海，經(jīng)武漢、成都，西至拉薩的沿北緯30度臺鏈的作用。”

　　“‘子午工程’是中國科學(xué)家獨(dú)立提出的一項(xiàng)重大空間環(huán)境監(jiān)測計(jì)劃”，吳季進(jìn)一步解釋道，沿著這條子午線來觀察有很多優(yōu)勢，因?yàn)榈孛嫠�觀測到的空間環(huán)境沿著緯度有很多不同的現(xiàn)象，沿著緯度來研究空間環(huán)境，就可以發(fā)現(xiàn)很多新的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)很多新的現(xiàn)象。通過這些現(xiàn)象，再反演到更高的空間，對空間的環(huán)境做出判斷和預(yù)報(bào)。他說：“這樣布局觀測臺站，可以利用盡可能少的設(shè)備觀測到更加全面的近地空間的情況。”

　　這樣一項(xiàng)中國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的科學(xué)計(jì)劃，從提出到啟動經(jīng)歷了10年時(shí)間。對此，吳季解釋說：“大家對于‘子午工程’的認(rèn)識在科學(xué)上是一致的，但對這樣一項(xiàng)有多個(gè)部委和研究單位參加的網(wǎng)絡(luò)型科學(xué)工程，在任務(wù)管理和運(yùn)行模式上，反復(fù)討論了多次，期間也出現(xiàn)過一些變化和波折。”

　　經(jīng)過大量的協(xié)調(diào)工作，“子午工程”終得啟動，參與單位也由共同建議時(shí)的5家增加到7家。最終國家發(fā)改委確定由中科院來牽頭，項(xiàng)目指揮部依托在吳季所在的中科院空間中心。他說：“我們有一定的抓航天工程的經(jīng)驗(yàn)，可以把這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到地面大科學(xué)工程中來。”作為國內(nèi)唯一一個(gè)以空間科學(xué)研究為核心目標(biāo)的研究機(jī)構(gòu)，空間中心承擔(dān)了中國載人航天工程和多項(xiàng)航天計(jì)劃的空間天氣保障和服務(wù)的任務(wù)。

　　工程時(shí)間表

　　經(jīng)歷了10年“長跑”，“子午工程”的科學(xué)家們終于站到了起跑線后，“演出”開始了。

　　據(jù)吳季介紹，“子午工程”的第一步，是在中國境內(nèi)，從北到南，利用在東經(jīng)120度經(jīng)線附近的漠河、哈爾濱、北京、新鄉(xiāng)、武漢、廣州等14個(gè)觀測站，對近地空間環(huán)境展開監(jiān)測。同時(shí)在南極中山站也將建立綜合觀測站，對這條經(jīng)線南端的近地空間環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。這一步工作計(jì)劃在2009年完成。

　　臺站改造是要立即展開的。吳季介紹說：“現(xiàn)有的臺站建成后由于長期得不到更新，設(shè)備老化陳舊，有些設(shè)備還在使記錄紙，沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。”今后，要建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，盡可能實(shí)時(shí)地把數(shù)據(jù)傳到北京的中心。他預(yù)測說：“經(jīng)過這次改造，我國地基的觀測能力會得到很大提高。”

　　改造完成后的另一個(gè)好處就是，數(shù)據(jù)集中程度高。“原來地磁數(shù)據(jù)集中在地震部門，電離層數(shù)據(jù)集中在信息產(chǎn)業(yè)部和中科院，還有一些大氣觀測設(shè)備集中在大學(xué)。經(jīng)過子午工程后，這些數(shù)據(jù)就統(tǒng)一了，大家可以共享數(shù)據(jù)”，吳季說。現(xiàn)代科學(xué)研究越來越需要綜合性的數(shù)據(jù)來分析，空間天氣的變化是一個(gè)整體性的行為，必須通過整體研究才能做出比較全面的分析判斷和預(yù)報(bào)。

　　第二步與第一步同時(shí)展開，將通過國際合作，與東經(jīng)120度經(jīng)線沿線的俄羅斯、澳大利亞等國的觀測站合作，初步建成一個(gè)完整的東半球的觀測體系。這樣，地球每自轉(zhuǎn)一周，就可以對地球空間各個(gè)方向，包括向陽面和背陽面的空間環(huán)境完成一次比較全面的觀測。

　　東經(jīng)120度的觀測鏈建成后，科學(xué)家希望通過推動“國際子午圈計(jì)劃”，和西經(jīng)60度附近的子午鏈構(gòu)成環(huán)繞地球一周的、完整的空間環(huán)境地面綜合監(jiān)測子午圈。

　　“要想在地面上建臺站的話，只有沿東經(jīng)120度和西經(jīng)60度可以形成一個(gè)圈，其他地方為大西洋、太平洋、印度洋所占據(jù)”，吳季說：“我們已經(jīng)開始跟國際上的臺站聯(lián)絡(luò)，子午圈的建成可形成地面連續(xù)觀測的機(jī)制，會對空間衛(wèi)星的觀測形成一個(gè)非常好的補(bǔ)充，前景樂觀。我們主動來協(xié)調(diào)，我相信位于西經(jīng)60度附近的臺站會一個(gè)個(gè)地參加進(jìn)來。”

　　空間科學(xué)并不“空”

　　在采訪過程中，吳季幾次提到空間科學(xué)的研究有相當(dāng)一部分工作已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用，變成一個(gè)比較“實(shí)”的科學(xué)。

　　“此次‘神六’飛船發(fā)射成功，空間環(huán)境預(yù)報(bào)起了很大的作用”，吳季介紹說。在地球外層空間存在著大量的質(zhì)子、電子等粒子，而且部分區(qū)域、某些時(shí)刻它們的密度會急劇增加，這些看不見的粒子就好比大海中的暗礁。當(dāng)航天器、應(yīng)用衛(wèi)星運(yùn)行到這些區(qū)域或遭遇到高通量的粒子事件時(shí)，很有可能觸到這些暗礁，造成損壞。通過空間科學(xué)研究，人類可以探測出一定空間內(nèi)的各種粒子和磁場的時(shí)空分布規(guī)律，從而為航天器、應(yīng)用衛(wèi)星的運(yùn)行發(fā)出預(yù)報(bào)和警報(bào)，大量的危險(xiǎn)是可以通過適度的人為控制來規(guī)避的。掌握這些規(guī)律，也可以幫助人們提高衛(wèi)星的可靠性，減少衛(wèi)星故障，延長衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命。此外，空間科學(xué)研究還可以大大減輕和防止空間災(zāi)害性天氣帶給通信、電力、導(dǎo)航定位和人類健康的損失。

　　吳季認(rèn)為，空間科學(xué)除了有重要的應(yīng)用意義外，還可以促成科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。以中國第一個(gè)真正意義上的空間科學(xué)探測衛(wèi)星計(jì)劃——“雙星計(jì)劃”為例，在這一由空間中心主持的科學(xué)計(jì)劃中，從2003年底、2004年7月“探測一號”和“探測二號”相繼發(fā)射并開始工作以來，已經(jīng)獲得超過100G的數(shù)據(jù)，兩顆衛(wèi)星都已經(jīng)進(jìn)入延壽運(yùn)行階段。

　　科學(xué)家正在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，已經(jīng)初步發(fā)現(xiàn)了一些非常有意思的結(jié)果，現(xiàn)已發(fā)表70多篇文章，其中有40多篇發(fā)表在國際核心刊物上。“每一篇文章都有一些新發(fā)現(xiàn)和新論點(diǎn)”，身兼“雙星計(jì)劃”應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師的吳季介紹說，“估計(jì)更重要的發(fā)現(xiàn)還在后面，如何解釋有些非常有意思的現(xiàn)象，大家還在爭論之中，一旦能從理論上做出新的解釋，這些現(xiàn)象發(fā)表以后會有更重大的影響。”

　　吳季認(rèn)為，空間科學(xué)研究對航天技術(shù)有非常大的激勵(lì)和推動。“光做氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星，你想不到要到月亮上去，不到月球，測控能力和運(yùn)載能力就無法實(shí)現(xiàn)突破，沒有科學(xué)需求，就不可能做功能更復(fù)雜的衛(wèi)星”，他說：“‘雙星計(jì)劃’的軌道設(shè)計(jì)就是我國航天上從來沒有的，最遠(yuǎn)點(diǎn)距地球8萬公里，這是我國最遠(yuǎn)的衛(wèi)星。沒有‘雙星計(jì)劃’的推動，我國的測控能力就不可能延伸到8萬公里。”

　　此外，空間科學(xué)探測是國際合作非常重要的窗口。“國防和商用的衛(wèi)星都可能涉及封鎖和商業(yè)問題，而科學(xué)衛(wèi)星一般是，我們做了別人就不會做，別人做的我們也不重復(fù)，所以在數(shù)據(jù)上大家可以互通有無，科學(xué)探測儀器也可以相互搭載到對方的衛(wèi)星上去”，吳季說。

　　“雙星計(jì)劃”就是一個(gè)國際合作的典范。它與歐洲空間局最重要的地球空間探測計(jì)劃——“星簇計(jì)劃Cluster”的四顆星相互配合，實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一次利用同樣和相似儀器對地球空間的六點(diǎn)聯(lián)合探測。這項(xiàng)合作是以中國提出的探測計(jì)劃開展的、以中國為主的國際合作，在合作規(guī)模和層次上邁上了一個(gè)新臺階。

　　未來的路

　　2005年8月2日，《人民日報(bào)》刊登了吳季的署名文章《空間科學(xué)大有作為》。在文章中，吳季寫道，進(jìn)入21世紀(jì)，我國的空間科學(xué)得到了政府的大力支持，空間科學(xué)與空間技術(shù)和空間應(yīng)用被并列為我國航天發(fā)展的三大支柱之一�？臻g科學(xué)的成就與發(fā)展將日益受到世人矚目。

　　吳季認(rèn)為，中國的航天發(fā)展政策已經(jīng)為空間科學(xué)的發(fā)展提供了廣闊的空間，“十一五”期間中國將會加大對空間科學(xué)的支持力度。這將主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：第一是進(jìn)一步開展深入了解人造衛(wèi)星運(yùn)行的空間區(qū)域中的空間環(huán)境現(xiàn)象，在確保衛(wèi)星的長壽命和高可靠方面開展探測和研究；第二是加大對了解太陽系深空乃至宇宙空間的奧秘方面的投入，提升我國對人類認(rèn)識太空，創(chuàng)建新的太空知識方面的貢獻(xiàn)度，體現(xiàn)中國人的探索和創(chuàng)造精神；第三是繼續(xù)開展利用空間微重力環(huán)境的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，力爭在科學(xué)和應(yīng)用方面都獲得收獲；第四是充分利用開展空間探測、空間科學(xué)研究的機(jī)會，加大振奮民族精神、提高全民族科學(xué)素質(zhì)的科普宣傳和教育。與此同時(shí)，我們還應(yīng)該逐步形成完整的空間科學(xué)計(jì)劃的論證，立項(xiàng)審批，預(yù)研、生產(chǎn)和發(fā)射以及應(yīng)用和科普宣傳方面的體系。

　　據(jù)吳季介紹，隨著地基探測體系“子午工程”緊鑼密鼓地進(jìn)行，天基探測體系也正在布局：“雙星計(jì)劃”繼續(xù)延壽，進(jìn)一步發(fā)揮作用，希望能到2006年年底；“十五”后期立項(xiàng)的繞月探測工程——“嫦娥工程”；“十一五”期間，中法合作觀測太陽的小衛(wèi)星計(jì)劃已經(jīng)批準(zhǔn)立項(xiàng)，大概在2010年左右發(fā)射，該計(jì)劃以法國為主，中國參與，共享數(shù)據(jù)；空間中心與北京大學(xué)聯(lián)合推動的“夸父計(jì)劃”（空間風(fēng)暴和極光觀測計(jì)劃），設(shè)想在2010年左右發(fā)射，以趕上下一個(gè)太陽風(fēng)年。

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