“双星计划”是一个里程碑

　　上世纪90年代,国际空间局协调组实施的国际日地物理（ISTP）计划是空前规模的国际合作计划，这项计划是以Cluster（包括4颗卫星）系列为核心，同时欧空局向全世界几十个空间科学单位发布通告，希望对这个项目感兴趣的国家提出自己的合作方案，以期更广泛地开展Cluster数据的合作研究，构架地球空间探测网络和范围。1991年2月，由刘振兴提出的合作方案得到了欧洲空间局的通过，当时除了欧洲之外只有美国和中国两个方案获得通过。1993年11月23日，中国和欧空局正式签署了合作协议，根据这个协议成立了中国Cluster数据中心和Cluster中国工作组，刘振兴任这两个项目的负责人。

　　作为一名空间物理学家，他认为随着人类对空间探索的逐渐延伸，项目的规模也会越来越大，在一个国家的能力相对有限的情况下，国际合作是人们对浩淼宇宙进行逐步了解的最有效的方式。于是，他通过认真的分析研究，发现ISTP计划中的一些卫星在轨道布局方面存在着局限性，即这些卫星的远地点都较高，不能覆盖磁层空间暴（包括磁层亚暴、磁暴和磁层粒子暴）的重要活动区，而对于这些区域有着几十年研究的刘振兴认为，这是人们认识、研究地球空间不可缺少的部分。

　　1997年初，刘振兴提出了“中国地球空间双星探测计划”(简称双星计划)。它分为探测一号卫星(赤道星，倾角28.5°、近远地点550—67000km)和探测二号卫星(极轨星，倾角90°、近远地点700—4000km)，这两颗卫星运行在ISTP卫星尚未覆盖的近地磁层重要活动区，“双星计划”与欧洲空间局的磁层探测计划组成密切配合的两个联合观测项目，形成人类历史上第一次对地球空间的六点立体探测。刘振兴院士打了一个比喻：这就像下棋，位置非常关键，就空着两个地方，你下上了这个棋子，这盘棋就活了。

　　1997年4月，刘振兴院士在北京香山科学会议上正式报告了中国的“双星计划”。2001年7月，中国国家航天局与欧洲空间局正式签署了“双星计划”合作协议。2003年12月30日，“探测一号”卫星发射成功。

　　“探测一号”卫星运行轨道是中国迄今所发射的卫星中距地球最远的，其主要任务是探测近赤道区磁场和粒子时空变化规律，分析由于太阳活动引起近地空间各种扰动活动的发生和发展规律。为达到这一预期目标，“探测一号”卫星在研制过程中突破了高磁洁净度、强辐射剂量率、高静电洁净度、超长地影和远距离测控等五大关键技术，使卫星在太空中是“不可见的”，即卫星的存在不致于导致污染太空中需要探测部分原来的自然环境。这样就保证了卫星探测数据的真实性，真正揭示地球空间环境变化的科学规律。目前，“探测一号”卫星在预定轨道运行情况良好。“探测二号”卫星计划在今年7月20日左右发射。

　　基于在“探测一号”中的表现，“探测二号”卫星的发射工具依然采用长二丙火箭。刘振兴院士介绍说，“探测二号”搭载的中性原子成像仪还可以利用遥感技术，实现异地观测，并能成像，使空间粒子的空间分布和时间变化可视化。“探测二号”虽然只在极区范围内移动，但是它能做一些“赤道星”所能做的工作，获取赤道区域内由带电粒子引起的环电流情况，作为“探测一号”数据信息的有效补充，使科学家更全面地认识磁暴现象。由于“探测一号”轨道远地点比原定计划远了1万多公里，虽然对科学研究没有什么影响，但是刘振兴院士还是认真分析了出现误差的原因，同时在“探测二号”的发射上做出了相应的技术调整。另外，由于“探测一号”探测器的探杆没有伸出，虽然不影响数据的接收，但如何确保所有探杆能在第一时间准确地伸出去，也是“探测二号”需要解决的问题。

　　说到“探测一号”和“探测二号”，刘振兴打了一个比喻：过去我们发射的探测仪器是“就汤下面条”式，就是卫星火箭有什么条件，我们就上什么仪器，符合什么轨道，我们就上什么轨道，而“双星计划”这两颗卫星的探测仪器从始至终都是专门设计，卫星火箭系统是根据科学目标的要求提出各种指标，根据这种指标来设计和研制的。这在中国是第一次。作为中国“双星计划”首席科学家，刘振兴在某些重要指标上拥有否决权。

　　中国空间风暴

　　一项更大的空间探测计划正在等待着刘振兴。去年4月，刘振兴受邀参加了一项被称为目前日地空间探测领域空前规模的名为International Living With a Star的国际空间合作项目的会议，刘振兴给这个项目起了一个中文名字“人类与日共存计划”。目前已有美、欧、俄、日、中等近30个国家和地区加入，该计划旨在系统探测从太阳到地球之间的各种空间活动。在这次会议上，刘振兴院士提出了中国“空间风暴探测计划”，得到会议的高度重视。

　　刘振兴提出的中国“空间风暴探测计划”（Space Wind and Storms Exploration）由三颗卫星组成：一号卫星将运行于距地球300至700公里之间的电离层和热层区域，探测电离层暴和热层暴对太阳活动和磁层扰动的响应过程；二号卫星将运行于700公里至4万公里之间的近地磁层活动区，探测和研究磁层空间暴(包括磁层亚暴、磁暴和磁层粒子暴)对太阳活动和行星际扰动的响应及其对电离层和热层活动的影响；三号卫星将运行于2万至18万公里之间的太阳风、舷激波和磁层顶边界层外太阳风区域，探测研究近磁层太阳风变化对太阳活动的响应及其对地球空间暴的影响。这三颗卫星将形成紧密联系的太阳风—磁层—电离层和热层系统的同步探测链。

　　刘振兴院士说，只要技术允许，可以“一箭三星”一次性将三颗卫星送到指定位置。他希望能够赶在下一个太阳活动峰年，即2011年左右发射这三颗卫星。“空间风暴探测计划”中一颗卫星将被发射到距地球远达15万公里的轨道运行，是目前我国卫星离地的最大距离，因此，这将对我国的运载火箭及通讯技术提出更高的要求。

　　科学的春天

　　通过“双星计划”及其与欧空局的合作，使刘振兴认识

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