張衡：我欲乘風歸去，羽化而登仙

陽嘉元年，（張衡）復造候風地動儀。以精銅鑄成，員徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊，飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱，傍行八道，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。其牙機巧制，皆隱在尊中，覆蓋周密無際。如有地動，尊則振龍，機發吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。驗之以事，合契若神。自書典所記，未之有也。嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征。後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。自此以後，乃令史官記地動所從方起。

——《後漢書·張衡傳》

張衡，這位東漢時期的天文學家、數學家、發明家、地理學家、文學家，在國內外赫赫有名，聯合國天文組織將月球背面的一座環形山命名為「張衡環形山」。當我們中國人提到張衡這個名字的時候，我想絕大多數人都會想到地動儀，這個幾乎僅存在於史書上的神奇的用於感知地震的儀器，如果確實存在，那麼這將是世界上第一台用於觀測地震的儀器。

之所以說對地動儀的記載如此謹慎是因為至今還沒有考古記錄表明發現了張衡的地動儀；另外，關於地動儀的現代模型，存在王振鐸模型和馮銳模型兩種，但第一種模型基本上被否定了，第二種模型經過了模擬測試。

除去史書記載的真實性和復原模型的準確性不談，就在昨天，張衡帶著地動儀上天了，這次的地動儀可真是名副其實的地動儀，能夠監測地球上發生的地震。沒錯，這就是昨天在酒泉衛星發射中心發射的「張衡一號」衛星，我國地震立體觀測體系天基平台，首顆地球物理場探測衛星。這是我國繼「量子號」量子科學衛星之後又一個以我國古代科學家名字命名的科學實驗衛星，以紀念張衡這位偉大的科學家。

「張衡一號」發射升空，可以發揮空間對地觀測的大動態、寬視角、全天候特點，通過獲取全球電磁場、電離層等離子體、高能粒子觀測數據，對中國及其周邊區域開展電離層動態實時監測和地震前兆跟蹤，彌補地面觀測的不足。「張衡一號」衛星的成功發射表明我國已經成為唯一擁有在軌運行的多載荷、高精度地震監測衛星的國家。

「張衡一號」衛星採用通用小衛星平台，搭載感應式磁力儀、高精度磁強計、電場探測儀、GNSS等8種載荷，是世界上載荷最多、探測精度最高的空間電磁探測衛星。

「張衡一號」衛星的載荷設備將產生大量空間電磁監測數據，主要用於獲取全球空間電磁場、電磁波、電離層等離子體、高能粒子沉降等科學數據，為研究和提取與地震前兆相關的空間環境信息提供技術支持，為未來建立空間電磁場和電離層應用業務化系統做技術準備。

那麼問題來了

「張衡」是怎麼完成任務的呢？

「張衡」勝任重任的依據從何而來呢？

地球是一個系統，它是由空間圈、大氣圈、水圈和固體地球（固體地球包括岩石圈、地幔、外核和內核）各個圈層組成。地球科學的主要任務就是研究地球系統各個圈層相互作用、地球災變和人類活動對地球的影響。地球各個圈層的相互作用已經進一步被證明，在特大地震發生時電離層有反應已經被證實。

電磁監測衛星是研究地球電磁環境的重要工具，在地震監測、預測方面有及其廣闊的應用前景。目前科學研究已經發現，在一些大地震前可觀測到大空間範圍的電離層擾動和電磁異常現象，最直接的證據來自法國專用於地震監測的DEMETER衛星，該衛星曾經觀測到了明顯的震前電磁擾動信息。

空間電磁探測是對地球高層大氣和外層空間所進行的探測，以人造地球衛星為主，與地面觀測台站網相配合構成完整的探測系統。空間探測主要了解太陽系的起源、演變和現狀；通過對太陽系內的各主要行星的比較研究，進一步認識地球環境的形成和演變，了解地球各個圈層的相互作用。空間探測主要探測中性粒子、高能帶電粒子、等離子體、微流星體、磁場和電場。

人造地球衛星上天開闢了空間對地觀測的新途徑，利用光學遙感觀察地球上的地質構造，監測地震災害，特別是大地震後從空中遙感照片上解譯地震災情，為地震應急救援提供遙感數據。GPS全球定位系統、紅外遙感、干涉雷達等先後用來觀測和觀測大地震帶來的地表形變。進入新世紀，電磁監測衛星的相關技術與應用發展迅速，俄羅斯、法國、烏克蘭等國家紛紛將用於地震監測的衛星納入航天發展計劃。

大地震之前空間電磁場的變化一直是科學家重點研究的問題。「張衡一號」電磁監測衛星將在軌運行5年，在這5年中它將以標準手段對我國6級以上、全球7級以上的地震進行電磁監測，通過分析大量的累計數據和震例，找到其中存在的科學規律，為地震預測探索增添新手段。

此外，「張衡一號」衛星還搭載了其他兩個國家的探測儀器，一個是義大利研製的高能粒子探測器，能夠與國內高能粒子探測器實現在軌的互補探測；另一個是奧地利的絕對磁場校準裝置，是全球第一個發射入軌使用相干粒子俘獲效應精確獲得磁場強度的感測器。

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