今天一起了解中國空間科學領域首個(ge) 國家重大科技基礎設施——子午工程。近日，由16個(ge) 觀測台站、58個(ge) 觀測點組成的子午工程二期初步建成，和此前建成的子午工程一期一起，形成了覆蓋全國的兩(liang) 縱兩(liang) 橫“井”字形、目前世界上規模最大的空間環境地基綜合監測網，可以說是名副其實的“天網”，它的任務就是揭示空間天氣變化的過程和規律，提升空間天氣的預報水平。其中對電離層的探測是重要內(nei) 容之一。

　　新聞鏈接：什麽(me) 是“空間天氣”？

　　那麽(me) 和地球上的“風雨雷電”相比，什麽(me) 是“空間天氣”呢？這裏簡單介紹一下，距離地麵30公裏的平流層以上的中高層大氣，這裏的空間環境受到太陽活動的影響，會(hui) 發生劇烈的變化。這種由太陽活動引起的短時間尺度的變化，就是“空間天氣”。

　　尤其是地球上空高度約60~1000公裏的高層大氣叫做電離層，我們(men) 日常的通信、廣播、導航、定位都離不開這個(ge) 區域。電離層“天生不安分”，存在著大量自由帶電粒子，有時還會(hui) 突然出現擾動，使地麵的無線電通信受到嚴(yan) 重影響。捕捉監測幾百到上千公裏外的太空中微小電子的“一舉(ju) 一動”，就好比是要用肉眼去觀察幾百公裏外的一根蠟燭，難度可想而知。今年建成的子午工程標誌性設備之一——海南三亞(ya) 非相幹散射雷達就掌握了這一關(guan) 鍵核心技術，這也是目前世界最先進的地基電離層探測設備。

　　我國建成世界最先進地基電離層探測設備

　　總台央視記者 任梅梅：現在我們(men) 就來到了整個(ge) 雷達陣列的底部，在這裏我們(men) 看到每一個(ge) 天線單元下麵連接了一個(ge) 個(ge) 的組件。這些組件正是雷達陣列的核心部件，能夠發射和接收信號。

　　專(zhuan) 家告訴我們(men) ，8320個(ge) 單元在統一的指令下，朝著同一方向向空中輻射電磁波，能量就會(hui) 集中，威力更大。

　　中國科學院地質與(yu) 地球物理研究所工程師 張寧：通過8320個(ge) 組件可以將強大的能量輻射到電離層，然後電離層會(hui) 散射微弱的回波信號。然後我們(men) 通過低噪聲放大和波形的編解碼，可以對微弱的散射信號進行分析，得到電離層的參數，將電離層中電子和離子的狀態，像顯微鏡一樣放大給科學家。

　　高度越高，電離層中電子的密度就越稀薄和難以探測。目前國際電離層探測高度在幾百公裏。而三亞(ya) 非相幹散射雷達作為(wei) 世界上目前口徑最大、功率最高的相控陣非相幹散射雷達，將電離層探測高度提升到了上千公裏。

　　不僅(jin) 如此，它探測精度和靈敏度達到國際領先水平，能夠捕捉像等離子體(ti) 這種更加細微的粒子的變化。投入運行以來，三亞(ya) 非相幹散射雷達首次觀測到高時空分辨率的電離層等離子體(ti) 空洞剖麵結構，為(wei) 開展相關(guan) 物理研究奠定了堅實的基礎。

　　中國科學院地質與(yu) 地球物理研究所研究員 樂(le) 新安：三亞(ya) 主站，我們(men) 有發射接收功能。在海南島西北的儋州和東(dong) 北的文昌還有兩(liang) 個(ge) 接收站，形成了“一發三收”的非相幹散射雷達係統。可以簡單理解為(wei) 就是一台麵向太空的“超級CT”，就能相當於(yu) 同時得到三個(ge) CT切麵，更好地對整個(ge) 空間環境的立體(ti) 狀態進行監測。三亞(ya) 非相幹散射雷達是我們(men) 國家地基空間環境探測技術的一個(ge) 重大突破，填補了我們(men) 國內(nei) 在地基電離層探測上大裝置的一個(ge) 空白。

　　此外，作為(wei) 高功率雷達，三亞(ya) 非相幹散射雷達還是其他射電天文設備的理想信號源。目前已攜手中國“天眼”FAST以及四川稻城圓環陣太陽成像射電望遠鏡開展聯合觀測，並初步取得一批成果。據了解，下一步三亞(ya) 非相幹散射雷達還將拓展月球及小天體(ti) 的監測能力。

　　子午工程二期初步建成 進入聯調試運行

　　總台央視記者 任梅梅：在位於(yu) 北京懷柔的中國科學院國家空間科學中心，我們(men) 還看到了陣列式大口徑激光雷達、行星際閃爍監測望遠鏡等，它們(men) 都是子午工程二期的標誌性設備。我們(men) 了解到目前子午工程二期已建設完成空間天氣監測設備195台套。

　　中國科學院院士、子午工程二期總指揮 王赤：子午工程二期，現在我們(men) 正處在一個(ge) 綜合調試、聯測聯試、試運行的一個(ge) 階段。我們(men) 爭(zheng) 取明年完成國家驗收，正式進入運行階段。

　　子午工程是中國空間科學領域首個(ge) 國家重大科技基礎設施，一期工程2008年開工建設，2012年正式運行，沿東(dong) 經120°、北緯30°，建成一縱一橫、15個(ge) 綜合性台站、87台套監測設備。在了解我國120°子午鏈近地空間環境特征、空間天氣擾動傳(chuan) 播和演化等方麵取得了係列原創成果。

　　工程二期2019年開工建設，新增16個(ge) 台站、58個(ge) 觀測點、195台套監測設備，與(yu) 一期工程協同，沿東(dong) 經100°、北緯40°形成覆蓋全國的兩(liang) 縱兩(liang) 橫“井”字形地基空間環境綜合監測網，覆蓋範圍更廣、探測高度更高、監測能力更強。

　　中國科學院院士、子午工程二期總指揮 王赤：到了子午工程二期之後，我們(men) 有一些“硬核”的產(chan) 品在國際上都處於(yu) 領先的地位。比如說在稻城的圓環陣，是國際上孔徑最大的一個(ge) 太陽射電望遠鏡。再比如說氦激光雷達，形成了6米口徑對中高層大氣全天候的探測能力。它的探測性能達到了1000公裏，這在國際上所有的設備當中，目前我們(men) 了解到的，這是屬於(yu) 最高水平。

　　將與(yu) 一期組成世界最大空間環境地基監測網

　　子午工程二期采用“一鏈、三網、四聚焦”的設計架構，首次實現了對我國上空日地空間環境的全圈層、多要素、立體(ti) 式探測。

　　“一鏈”，即太陽-行星際監測鏈，形成了對太陽-行星際-地球的全天候監測能力；“三網”包括地磁監測網、中高層大氣監測網和電離層監測網，開展“全景”監測；“四聚焦”指的是針對地球兩(liang) 極、北方中緯、海南低緯和青藏高原這四個(ge) 空間天氣擾動、圈層耦合較為(wei) 特殊和強烈的地區，開展“顯微”探測。

　　中國科學院院士、子午工程二期總指揮 王赤：子午工程二期增加了對空間天氣的活動源頭——太陽的監測，形成了從(cong) 太陽到地球、端對端的空間環境的監測，這在國際上是第一次，也是唯一的一個(ge) 空間環境的監測係統，做到了整個(ge) 日地空間端對端的觀測。

　　據了解，未來子午工程一期和二期將運行多達44種、近300台儀(yi) 器，能夠同時覆蓋色球、日冕、太陽風、磁層、電離層、中高層大氣，一直到低層大氣。

　　中國科學院院士、子午工程二期總指揮 王赤：瞄準世界科技前沿，我們(men) 能夠回答太陽活動如何影響地球的空間環境。在滿足國家重大需求方麵，能為(wei) 空間天氣預報精度的提高提供數據支撐，能保障航天、通信、導航等一係列的國家的空間基礎設施、高技術設施運行的安全。

　　(總台央視記者 帥俊全 任梅梅 董良言 張偉(wei) 克)