北京公司網(wǎng)站建設(shè)一條龍全包（大國重器構(gòu)筑基石內(nèi)容）大國重器第二季構(gòu)筑基石，
央視網(wǎng)消息：今天的年終特別報(bào)道《2023我們一起走過·國之重器硬核所在》，一起走近中國空間科學(xué)領(lǐng)域首個(gè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——子午工程近日，由16個(gè)觀測臺站、58個(gè)觀測點(diǎn)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縱兩橫“井”字形、目前世界上規(guī)模最大的空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)，可以說是名副其實(shí)的“天網(wǎng)”，而它的任務(wù)就是揭示空間天氣變化的過程和規(guī)律，提升空間天氣的預(yù)報(bào)水平。
而這其中，對電離層的探測是重要的內(nèi)容之一
新聞鏈接：什么是“空間天氣”和地球上的“風(fēng)雨雷電”相比，什么是“空間天氣”呢？這里簡單介紹一下距離地面30公里的平流層以上的中高層大氣，這里的空間環(huán)境受到太陽活動的影響，會發(fā)生劇烈的變化這種由太陽活動引起的短時(shí)間尺度的變化，就是“空間天氣”。
尤其是地球上空高度約60—1000公里的高層大氣叫做電離層，我們?nèi)粘５耐ㄓ?、廣播、導(dǎo)航、定位都離不開這個(gè)區(qū)域電離層“天生不安分”，存在著大量自由帶電粒子，有時(shí)還會突然出現(xiàn)擾動，使地面的無線電通訊受到嚴(yán)重影響。
廣告膽小者勿入！五四三二一...恐怖的躲貓貓游戲現(xiàn)在開始！×捕捉監(jiān)測幾百到上千公里外的太空中微小電子的“一舉一動”，就好比是要用肉眼去觀察幾百公里外的一盞蠟燭，難度可想而知今年建成的子午工程標(biāo)志性設(shè)備之一——海南三亞非相干散射雷達(dá)就掌握了這一關(guān)鍵核心技術(shù)，這也是目前世界最先進(jìn)的地基電離層探測設(shè)備。
我國建成世界最先進(jìn)地基電離層探測設(shè)備不久前，這個(gè)空間探測的科學(xué)重器正式投入運(yùn)行，開始對電離層進(jìn)行大范圍、多參數(shù)探測和研究。下面就讓我們跟隨記者鏡頭一起來探訪。
總臺央視記者 任梅梅：這里是海南三亞大茅村，在我身后，就是由8000多部天線單元共同組成的非相干散射雷達(dá)陣列，面積有1600平方米，相當(dāng)于四個(gè)籃球場的大小，這也是子午工程二期的標(biāo)志性設(shè)備之一，能夠幫助我們捕捉幾百到上千公里外的太空中微小電子的“一舉一動”。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員 樂新安：它的探測（能力）形象地來說，就像在300公里處有一盞蠟燭，要用肉眼去觀察它雷達(dá)的一個(gè)單元就相當(dāng)一個(gè)眼睛的像素點(diǎn)，當(dāng)像素點(diǎn)越多的時(shí)候，分辨率就會越高，精度也會越高。
廣告從秘書起步，十年內(nèi)無人超越，以一己之力力挽狂瀾成就一段傳奇×專家告訴我們，電離層中電子密度不到中性成分的1%，但它們對日地空間的擾動過程非常敏感，比如太陽“打個(gè)噴嚏”、地表發(fā)生地震等都會有對應(yīng)的響應(yīng)，堪稱空間天氣的“顯示屏”。
了解和掌握電離層中電子的狀態(tài)和變化機(jī)制，對于衛(wèi)星導(dǎo)航通訊安全乃至未來地震的預(yù)報(bào)預(yù)警都具有重要意義中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員 樂新安：由于電子的散射截面比我們經(jīng)常看到的空間目標(biāo)要低了接近20個(gè)量級，它的散射信號非常微弱，就需要我們的雷達(dá)具有高功率、大口徑、低噪聲（這樣一個(gè)能力）。
8000多個(gè)天線單元捕捉微弱散射信號非相干散射是電磁波照射到電子時(shí)產(chǎn)生的一種散射現(xiàn)象，這種信號十分微弱。那么8000多個(gè)天線單元組成的龐大陣列如何捕捉微弱的散射信號呢？它的核心裝備就在天線下方。
專家告訴我們，8320個(gè)單元在統(tǒng)一的指令下，朝著同一方向向空中輻射電磁波，能量就會集中，威力更大中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所工程師 張寧：通過8320個(gè)組件可以將強(qiáng)大的能量輻射到電離層，電離層會散射微弱的回波信號，我們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(jìn)行分析，得到電離層的參數(shù)，將電離層中電子和離子的狀態(tài)像顯微鏡一樣放大給科學(xué)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里，而三亞非相干散射雷達(dá)作為世界上目前口徑最大、功率最高的相控陣非相干散射雷達(dá)，將電離層探測高度提升到了上千公里不僅如此，它探測精度和靈敏度達(dá)到國際領(lǐng)先水平，能夠捕捉像等離子體這種更加細(xì)微的粒子的變化。
投入運(yùn)行以來，三亞非相干散射雷達(dá)首次觀測到高時(shí)空分辨率的電離層等離子體空洞剖面結(jié)構(gòu)，為開展相關(guān)物理研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
此外，作為高功率雷達(dá)，非相干散射雷達(dá)還是其它射電天文設(shè)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(huán)陣太陽成像射電望遠(yuǎn)鏡開展聯(lián)合觀測，并初步取得一批成果據(jù)了解，下一步，三亞非相干散射雷達(dá)還將拓展月球及小天體的監(jiān)測能力。
子午工程二期初步建成進(jìn)入試運(yùn)行階段強(qiáng)大的探測裝置是空間物理取得科學(xué)突破的前提剛剛看到的三亞非相干散射雷達(dá)只是子午工程二期的其中一個(gè)設(shè)備，子午工程二期共有16個(gè)臺站，58個(gè)觀測點(diǎn)，目前已經(jīng)初步建成，進(jìn)入到聯(lián)調(diào)試運(yùn)行階段。
總臺央視記者 任梅梅：在位于北京懷柔的中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心，我們還看到了陣列式大口徑激光雷達(dá)、行星際閃爍監(jiān)測望遠(yuǎn)鏡等，它們都是子午工程二期的標(biāo)志性設(shè)備我們了解到，目前，子午工程二期已建設(shè)完成空間天氣監(jiān)測設(shè)備195臺（套）。
中國科學(xué)院院士子午工程二期總指揮 王赤：子午工程二期，現(xiàn)在我們正處在一個(gè)綜合調(diào)試、聯(lián)測聯(lián)試、試運(yùn)行的階段，爭取明年完成國家驗(yàn)收，正式進(jìn)入到運(yùn)行階段子午工程是中國空間科學(xué)領(lǐng)域首個(gè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，一期工程2008年開工建設(shè)，2012年正式運(yùn)行，沿東經(jīng)120°、北緯30°建成一縱一橫、15個(gè)綜合性臺站、87臺套監(jiān)測設(shè)備，在了解我國120°子午鏈近地空間環(huán)境特征、空間天氣擾動傳播和演化等方面取得了系列原創(chuàng)成果。
工程二期2019年開工建設(shè)，新增16個(gè)臺站、58個(gè)觀測點(diǎn)、195臺（套）監(jiān)測設(shè)備，與一期工程協(xié)同，沿東經(jīng)100°、北緯40°形成覆蓋全國的兩縱兩橫“井”字形地基空間環(huán)境綜合監(jiān)測網(wǎng)，覆蓋范圍更廣、探測高度更高、監(jiān)測能力更強(qiáng)。
中國科學(xué)院院士子午工程二期總指揮 王赤：到了（子午工程）二期之后，我們有一些“硬核”的產(chǎn)品在國際上都處于領(lǐng)先的地位比如說，稻城的圓環(huán)陣是國際上孔徑最大的一個(gè)太陽射電望遠(yuǎn)鏡再比如說氦激光雷達(dá)，形成了6米口徑的對中高層大氣全天候的探測能力，它的探測性能達(dá)到了1000公里，這在國際上所有的設(shè)備當(dāng)中，目前我們了解到的，這是屬于最高水平。
將與一期組成世界最大空間環(huán)境地基監(jiān)測網(wǎng)
據(jù)了解，未來，子午工程一期和二期將組成世界上規(guī)模最大的空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)，為空間天氣預(yù)報(bào)精度的提高提供數(shù)據(jù)支撐子午工程二期采用“一鏈、三網(wǎng)、四聚焦”的設(shè)計(jì)架構(gòu)，首次實(shí)現(xiàn)了對我國上空日地空間環(huán)境的全圈層、多要素、立體式探測。
“一鏈”，即太陽-行星際監(jiān)測鏈，形成了對太陽-行星際-地球的全天候監(jiān)測能力；“三網(wǎng)”包括地磁監(jiān)測網(wǎng)、中高層大氣監(jiān)測網(wǎng)和電離層監(jiān)測網(wǎng)，開展“全景”監(jiān)測；“四聚焦”指的是針對地球兩極、北方中緯、海南低緯和青藏高原這四個(gè)空間天氣擾動、圈層耦合較為特殊和強(qiáng)烈的地區(qū)，開展“顯微”探測。
中國科學(xué)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(jiān)測，形成了從太陽到地球端對端的空間環(huán)境的監(jiān)測，在國際上是第一次，（也是）唯一的一個(gè)空間環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，做到了整個(gè)日地空間端對端的觀測。
據(jù)了解，未來子午工程一期和二期將運(yùn)行多達(dá)44種、近300臺儀器，能夠同時(shí)覆蓋色球、日冕、太陽風(fēng)、磁層、電離層、中高層大氣，一直到低層大氣中國科學(xué)院院士子午工程二期總指揮 王赤：瞄準(zhǔn)世界科技前沿，我們能夠回答太陽活動如何影響地球的空間環(huán)境，在滿足國家重大需求方面，能為空間天氣預(yù)報(bào)精度的提高提供數(shù)據(jù)支撐，能保障航天、通訊、導(dǎo)航等一系列的國家的空間基礎(chǔ)設(shè)施、高技術(shù)的設(shè)施運(yùn)行的安全。