中新網(wǎng)1月22日電 中國“雙星計劃”近日吸引了世界的目光，為什么要發(fā)射兩顆星？首星為何在12月升空？雙星計劃首席科學(xué)家劉振興院士為此對有關(guān)背景作了披露。
據(jù)科技日報報道，劉振興介紹說，雙星計劃的兩顆衛(wèi)星運行于目前國際上國際日地空間物理計劃(ISTP)衛(wèi)星所不能覆蓋的近地磁層主要活動區(qū)，它們互相配合，形成了具有創(chuàng)新特色的適合研究地球空間暴多時空尺度過程的探測體系。
劉振興說，地球空間是繼陸地、海洋和大氣層之后，與人類活動息息相關(guān)的“第四領(lǐng)域”。它是人造地球衛(wèi)星、載人航天、航天飛機(jī)和空間站的飛行區(qū)域，是目前人類開發(fā)和利用太空資源，從事對地觀測與太空科學(xué)試驗、進(jìn)行太空軍事進(jìn)攻與防御的主要活動領(lǐng)域，也是危害人類活動與生存環(huán)境的空間災(zāi)害天氣的直接發(fā)生地。
劉振興介紹稱，在太陽活動和行星際擾動影響下，地球空間經(jīng)常發(fā)生爆發(fā)性的劇烈擾動�？茖W(xué)家將這些擾動統(tǒng)稱為地球空間暴，主要是磁層亞暴、磁暴、磁層粒子暴、電離層暴和熱層暴，它們是最主要的空間災(zāi)害天氣。迄今已發(fā)生的6000多起以上的衛(wèi)星故障中，大約40%是由空間環(huán)境異常引起的。地球空間暴是產(chǎn)生航天器故障、威脅宇航員安全、導(dǎo)致通信中斷和影響導(dǎo)航與定位精度的主要原因�，F(xiàn)代和未來的空間戰(zhàn)和信息戰(zhàn)，離不開對地球空間天氣和環(huán)境的了解和預(yù)測。研究地球空間暴的形成和演化過程及預(yù)報模型，可為空間災(zāi)害天氣預(yù)報提供理論基礎(chǔ)，為建設(shè)航天環(huán)境保障體系和國家安全防御體系提供科學(xué)數(shù)據(jù)，具有重要的應(yīng)用前景。
劉振興介紹，地球空間暴的形成和演化是地球空間天氣過程的主要形式，這是目前日地空間物理學(xué)集中研究的重大前沿領(lǐng)域之一。對這些現(xiàn)象和物理過程的研究，可以推動空間天氣和行星空間環(huán)境比較研究的發(fā)展，同時帶動其他相關(guān)學(xué)科(如太陽物理、天體物理)，特別是等離子體物理學(xué)的發(fā)展，具有重大的科學(xué)意義。
據(jù)報道，中國雙星計劃的兩顆衛(wèi)星是自成體系，相互呼應(yīng)的獨立的系統(tǒng)，而不是歐空局星簇計劃的補(bǔ)丁或補(bǔ)充。雙星計劃提出時，星簇計劃Ⅱ還沒立項。雙星計劃的科學(xué)目標(biāo)是瞄準(zhǔn)目前空間物理界的重大前沿課題，即地球空間暴的觸發(fā)機(jī)制和發(fā)展過程問題，是大尺度的空間探測問題，特別針對動態(tài)的地球空間特性和空間暴。而歐空局星簇計劃的科學(xué)目標(biāo)是針對磁層邊界層的精細(xì)結(jié)構(gòu)。若沒有雙星或其它衛(wèi)星配合，將無法完整地探測當(dāng)前最為熱點的磁層動態(tài)特性和發(fā)生不同時空中的空間暴的發(fā)展過程。
歐空局的星簇即4顆衛(wèi)星，是運行于一個軌道面上的“團(tuán)”。雙星計劃的兩顆星，則在地球空間中具備了完全分離的兩個探測點，實際上是兩點加一“團(tuán)”的同步探測，雙星計劃的重要性可想而知。
報道稱，雙星計劃工程總師王希季院士在該計劃應(yīng)用系統(tǒng)與有效載荷2003年工作會議上說，雙星計劃首星升空之所以選在今年12月，是因為這是以劉振興院士為首的科學(xué)家精心計算出來的，這是一個少有的難得的六星配合的機(jī)遇。
王希季說，中國的雙星計劃和歐洲空間局的星簇計劃只有配合得好，才能形成多時空的同步探測，而要實現(xiàn)六點同步探測取決于兩個因素：一是星簇衛(wèi)星的實際壽命；二是雙星的發(fā)射時間。我們對星簇計劃4顆衛(wèi)星的實際壽命有比較準(zhǔn)確的了解，所以，雙星計劃中的一顆星，即赤道星，要在今年的12月發(fā)射，明年6月發(fā)射極軌星，這樣才能實現(xiàn)同步。(于莘明)
