双星计划及其意义

双星计划是我国第一次以自己提出的探测计划并开展国际合作的重大科学探测项目。双星计划与欧空局Cluster II的4颗卫星相配合，在人类历史上第一次进行地球空间“六点探测”，开始了地球空间天气多层次和多时空尺度研究新阶段。 <p>　　</p><p>　　双星计划主要研究太阳活动和行星际扰动触发磁层空间暴和灾害性地球空间天气的物理过程，进而建立磁层空间暴的物理模型，地球空间环境动态模型和预报方法。 </p><p>　　</p><p>　　双星计划包括两颗小卫星：近地赤道卫星，轨道高度577—78916公里和近地极区卫星，轨道高度558—38362公里。赤道卫星将探测近地磁尾区的磁层空间暴过程及向阳面磁层顶区太阳风能量向磁层中的传输过程；极区卫星将探测太阳风能量和近地磁尾区能量向极区电离层和高层大气的传输以及电离层粒子向磁层中的传输过程。 </p><p>　　</p><p>　　这两颗卫星运行于目前国际日地物理计划（ISTP）探测卫星尚未覆盖的地球空间重要活动区。赤道卫星和极区卫星相互配合，构成具有明显创新特色的星座式独立探测体系，可以对地球空间暴发生机制和发展规律进行立体探测。 </p><p>　　</p><p>　　“地球空间双星探测计划”的轨道设计和科学目标，正是当前国际上日地空间物理发展所需求的，因而受到了国际空间物理界的重视，并主动表示积极与双星计划进行合作。1997年11月欧空局科学代表团访华期间，欧空局科学部主任R.Bonnet和CLUSTER2项目科学家对双星计划进行了认真的评议，指出：“中科院空间中心提出的双星计划将会对正在实施的国际日地物理计划（ISTP）作出重要贡献，对于提高欧空局CLUSTER2项目的科学意义也是至关重要的。” </p><p>　　</p><p>　　<strong>双星探测计划的重要意义 </strong></p><p>　　</p><p>　　一、重要科学意义 </p><p>　　</p><p>　　双星和Cluster四点星座计划结合，是空间物理学发展史上第一个以磁场－等离子体系统多尺度相互作用和地球空间三维时－空变化为目标的探测和研究计划。它为进行重大原创性研究提供了广宽的研究空间，可将我国日－地物理学研究推向国际前沿，对推进我国空间探测技术跨越式发展、提高我国空间物理研究和空间天气预报的创新能力具有重要意义。 </p><p>　　</p><p>　　（1） 全面了解地球空间环境联锁变化的物理过程 </p><p>　　</p><p>　　（2） 通过双星计划的实施，除获得双星的大量科学数据外，还可获得Cluster II四颗卫星（44台仪器）的探测数据和与Cluster II相配合的30个地面站的观测数据，以及国际其他卫星的探测数据，揭示地球空间等离子体与磁场的三维小尺度结构及多尺度相互作用的物理图象。 </p><p>　　</p><p>　　（3） 提供空间物理和等离子体物理研究的“空间实验室”，推动太阳物理、磁流体力学、特别是等离子体物理学和天体物理学等相关科学研究以及行星空间环境比较研究的发展。 </p><p>　　</p><p>　　（4） 人才培养 </p><p>　　</p><p>　　通过本项目研究，可培养一支熟习空间探测技术、数据处理与分析和理论研究的、水平高、人数多的年轻科技队伍，并锻炼和涌现出一批具有国际影响和知名度的、为我国空间科学技术和等离子体物理学的发展做出杰出贡献的优秀人才。 </p><p>　　</p><p>　　（5） 建立我国的星—地联合观测系统 </p><p>　　</p><p>　　双星计划与“亚太合作小卫星计划”和地面“子午链工程”相配合，形成我国的星—地联合观测系统。这对我国的空间物理和空间环境研究和发展将起重要作用。 </p><p>　　</p><p>　　二、应用价值 </p><p>　　</p><p>　　本项目的实施可为保障我国航天活动的安全提供科学数据、科学依据和对策。 </p><p>　　</p><p>　　地球空间是各种应用卫星（气象卫星、通信卫星、资源卫星、导航定位卫星等）、航天飞机与空间站的飞行区域，是目前人类开发和利用太空资源、进行太空军事进攻与防御的主要活动领域，同时也是主要的灾害空间天气的直接发生地。地球空间暴是空间天气研究的核心内容。本项目可为空间天气预报建立理论基础，提供预报方法和模型，为我国今后空间天气地基和空间观测网重大工程的建设进行概念准备。 </p><p>　　</p><p>　　三、重要战略意义 </p><p>　　</p><p>　　通过双星计划，提高我国与欧空局空间合作层次和开拓合作范围，显示我国的实力和水平，提高我国在国际空间物理界的地位和作用，这对打破国际上单极垄断的局面，具有重要战略性意义。 </p><br />