我国首颗地震电磁监测卫星电场探测仪中的传感器技术

　　地球周围有着一层薄薄的空间等离子体环境。这种等离子体态物质就像水，当受到地壳运动、人类活动等影响时，电磁波会如同涟漪般，在等离子体环境里传播。

“张衡一号”在轨示意图。图片来自国防科工局

　　近些年，科学家发现地震也会对空间等离子体环境中的电磁场产生影响，有些影响甚至可能出现在地震发生前。因此，科学家希望通过研究空间等离子体变化与地震活动的关联规律。我国首颗观测与地震活动相关电磁信息的卫星“张衡一号”应运诞生。

　　2月2日，我国地震电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空。国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍，该卫星并不能直接预测预报地震，而主要用于地震前兆信息研究，为未来建立地震监测体系进行前期技术储备。

　　据悉，要从太空探地震，“张衡一号”的主要载荷，是中国航天科技集团五院510所研制的电场探测仪，用于探测卫星轨道环境空间电场。这是目前国际上运行在太阳同步轨道功能配置最全的空间电场探测仪器。

图为“张衡一号”卫星地面站数据传输监控中心现场。图片来自中科院

　　为了感知空间三维电场，探测仪通过伸杆向卫星本体外伸出4个传感器，如同4个灵敏的触角。每个触角都能准确感知周围等离子体环境电势，两触角间电势差与距离的商，就是两触角方向的电场，多组不共面方向的电场便能换算出空间三维电场。据了解到，这些探测器灵敏度极高，可以测到非常微小的等离子体电势变化，相当于在数千米高的巨浪浪尖，分辨一粒小水珠。

　　在卫星内部，有着探测仪的信号处理单元。这台高灵敏电子学测量设备，能把触角探测到的微小波动细分成十几个通道，通过进一步精细处理，变成数字量，分成频谱，再传输到地面，供科学家研究。