子午工程，立體監測日地空間天氣（邁向“十五五”的創新圖景）

　　科技自立自強水平大幅提高。

　　——摘自“十五五”規劃建議

　　日地空間天氣的監測、研究與預報，直接影響航天器在軌安全、導航定位、無線電通信等高技術系統的穩定運行。開展對空間天氣的研究和應用，是我們子午工程團隊的主要任務。子午工程二期從2019年11月開工，到今年3月通過國家驗收，標志著子午工程正式建成。

　　這幾年，子午工程已經有不少應用場景。例如在航天員出艙時，提前進行空間天氣預報，避免在太陽風暴來臨、空間有高能粒子時出艙，保護航天員健康安全。同時，我們還在探索解決太陽風暴發生時導航精度下降、短波通信受影響等問題。

　　子午工程已經形成了獨一無二的“一鏈”“三網”“四聚焦”布局創新監測架構：“一鏈”是指從太陽表面到地球表面的完整觀測鏈﹔“三網”是指將電磁、中高層大氣和電離層監測網沿東經100度、120度和北緯30度、40度呈“井”字形布局﹔“四聚焦”是指聚焦極區高緯地區、北方中緯地區、海南低緯地區，以及青藏高原4個重點區域，實現對日地空間各個圈層的立體、多要素監測。

　　二期建設時，很多大型設備買不到，許多先進技術在國際上沒有先例可循，我們加大自主研發力度，自己摸索嘗試。讓我印象特別深的是，大家在海南探索建設陣列式大口徑激光雷達，通過激發亞穩態氦原子來監測上千公裡的高層大氣。最開始的方案是通過兩站式連續發射激光來進行探測，但團隊裡的年輕人提出，能不能改成單台站脈沖式發射，對觀測便利度、信號接收都更為有利。我們經過深化論証和大量的實驗室研究和測試，將方案進行了優化。實踐証明，優化后的方案效果很好。

　　老實說，最開始建設時，我心裡比較忐忑，一系列大型設備難度高、數量多、工期緊，但我們相信團隊成員，尤其是年輕人的聰明才智，鼓勵大家對方案提出優化建議、不斷試錯。比如，位於四川稻城的圓環陣太陽射電成像望遠鏡，是全球規模最大的綜合孔徑射電望遠鏡，由313部天線組成。但稻城海拔將近4000米，在高原上建設大型設備，難度非常大。團隊先做好2個單元，進行測試、發現問題、進行修正，之后再拓展到16個單元。測試可行后，最終敲定下來313部天線的建設。可以說，這幾年來我們就是在不斷試錯、修正的過程中完成設備的建設。

　　隨著子午工程一期、二期的融合運行，我們正在對一些大型監測設備的數據處理軟件進行優化提升。展望“十五五”，我們繼續推動實施國際子午圈大科學計劃，希望通過國際合作，形成服務全球的空間環境地基監測網。我們希望能把子午工程的作用進一步發揮好，不斷深化大科學工程在各類場景中的應用。

　　（作者為中國科學院國家空間科學中心研究員、子午工程二期總工程師，本報記者李君強採訪整理）

　　延伸閱讀

　　著力提升我國空間天氣科學研究能力

　　太陽與地球之間的空間，充滿等離子體、磁場、高能粒子、電磁輻射等，與地球空間環境緊密關聯，受太陽活動直接影響。

　　子午工程全稱“空間環境地基綜合監測網”，是國家重大科技基礎設施，主要目標是監測日地空間環境變化，為空間天氣的研究和實時預報提供支撐，提升我國空間天氣科學研究、應用服務與保障能力。工程名稱中的“子午”，源於空間天氣事件擾動主要沿地球經線（即子午線）傳播的現象。

　　子午工程二期由中國科學院國家空間科學中心牽頭，聯合8個部門的15家單位協同攻關，由31個台站、282台（套）監測設備組成的空間環境監測網絡，成為目前國際上覆蓋范圍最廣、監測要素最全、綜合能力最強的空間環境地基綜合監測網。目前，二期工程實現從太陽源頭到地球空間各圈層的完整監測鏈，縮小了太陽風暴到達地球的時間預估誤差，誤差控制達到國際先進水平。

　　未來，科研團隊將依托子午工程，推動實施國際子午圈大科學計劃，建立陸地最完整的東經120度至西經60度子午圈監測鏈，實現對日地空間環境全緯度、全天候的立體觀測，為全球應對空間天氣災害、和平利用外層空間提供科學依據。

　　（本報記者李君強整理）

　　《 人民日報 》（ 2025年11月06日 06 版）