为什么要建设子午工程?
为减轻和防止灾害性空间天气对经济社会发展、国防建设和航天事业等带来的巨大损失,和平利用外层空间,各国纷纷把空间环境的综合监测作为关系国家安全的战略性、前瞻性和基础性科学领域进行部署。
我国社会正面临全面实现现代化,实现中华民族伟大复兴的历史重任,空间天气研究对我国空间科学发展具有重要科学意义和现实应用意义,对空间天气进行天地一体化的立体综合监测与研究已成为一种紧迫的国家需求。
中国幅员辽阔,纬度跨度50度,经度跨度60度,适宜布设各种大尺度观测台网,地面观测系统有相当大的优势。我国在沿东经120°子午线附近,北起漠河、经北京、武汉,南至海南并延伸到南极中山站,以及东起上海、经武汉、西至拉萨的沿北纬30°线附近已布有15个空间环境监测台站,如果能在此基础上建成一个以链为主、链网结合的,联合运作的、配置先进的大型“地基监测系统”,综合运用地磁(电)、无线电、光学和探空火箭等多种手段,连续监测地球表面20公里以上到几百公里的中高层大气、电离层和磁层,以及十几个地球半径以外的行星际空间环境中的地磁场、电场、中高层大气的风场、密度、温度和成分,电离层、磁层和行星际空间中的有关参数,将为我国独立自主地进行空间环境监测和保障体系奠定重要的地面观测基础。同时,可通过与国际上西半球60°链的合作,构成绕地球一周的空间环境地基监测子午圈,随地球自转可获得空间环境的三维结构及其全球变化特征,将对造福人类的空间天气学做出中国应有的重大贡献。
我国已有15个空间环境监测台站
空间环境的地基监测为何要沿着子午线进行呢?空间环境中的很多物理过程、现象都发生在磁力线上,而地球的磁力线基本沿着子午圈分布。同时,由于地球的自转,沿着子午线分布的地基观测点,可用多种探测手段对整个空间环境进行三维的空中扫描,在空间层次上不仅可以观测地磁,还可以观测地面20~30公里以上的中高层大气、电离层和磁层,这样就实现了对空间环境的全球立体观测。所观测到的空间环境沿着纬度有很多不同的现象,沿着纬度来研究空间环境,有利于新规律、新现象的发现。通过这些现象,再反演到更高的空间,对空间的环境做出判断和预报。这样的观测台站布局,可利用尽可能少的设备观测到更加全面的近地空间的情况。
子午工程最初的构想始于1993年。1995年,中国科学院、信息产业部、教育部、中国地震局、国家海洋局联合正式向国家提出建设子午工程的建议。1997年6月,国家科技教育领导小组会议确定子午工程为国家重大科学工程。2005-2007年,国家发展和改革委员会先后批复子午工程项目建议书、可行性研究报告和初步设计,将子午工程列入国家“十一五”重大科技基础设施项目。2008年1月5日,子午工程正式开工建设,工程总投资1.672亿元,建设期为2008年1月-2011年1月,工期3年。
子午工程由中国科学院牵头,教育部、工业与信息化产业部、中国地震局、国家海洋局、中国气象局等七部委下属的12个单位共同建设。中国科学院空间科学与应用研究中心担任项目法人,负责组织12个共建单位参加工程建设,签署子午工程数据共享协议。子午工程建设完成之后将组建“国家空间天气科学中心”,负责子午链的运行管理和发展,使之成为资源充分开放共享的国家公共科研平台。