国之重器建设进行时|走进子午工程“太空演播室”,282台“千里眼”盯着1.5亿公里之外
日期:2026-08-26
来源:北京国际科技创新中心
2026年7月,一颗每隔44.27分钟才向地球“眨眼”一次的神秘脉冲星,被中国科学家成功捕捉到信号。这一发现综合使用了四川稻城圆环阵太阳射电成像望远镜(DART,又称“千眼天珠”)、贵州平塘500米口径球面射电望远镜(FAST)等多台设备的观测数据。白天“追日”,夜晚“探宇”,DART在超新星遗迹中捕捉到这颗长周期脉冲星的射电信号,FAST的数据为证认提供了重要支撑。

相关研究论文7月1日在《科学通报》(Science Bulletin)发表
这也是“千眼天珠”(DART)建成以来收获的首个夜间天文观测成果,更是科学家首次在超新星遗迹中发现长周期变源。作为子午工程空间环境监测网的组成部分,这台“天眼”此前的任务是追踪太阳射电爆发、为空间天气预警提供支撑。此次跨界探测,不仅为揭示超慢宇宙射电脉冲的起源提供了关键观测证据,更让世界看到——这张扎根中国大地的“观天巨网”,既能在近地空间构筑防线,也能向遥远宇宙投去目光。而这,不过是2026年夏天子午工程释放的诸多“惊喜”之一。
走进子午工程综合信息与运控中心,像是走进了一间正在直播的“太空演播室”。巨型屏幕上,282台设备、96个站点的运行状态一目了然,来自全国各地的数据流如发光的丝线交织奔涌。这里7×24小时不间断运转,正是这个看似平静的房间,见证了一场又一场来自1.5亿公里外的“风暴”被精准捕捉。

中国科学院国家空间科学中心正高工陈志青给出了一个既诗意又科学的阐释。

在古代,人们立杆测影,当杆影最短时,即为正午,方位为正南。时间与空间,在那一刻被同时定义。与之相对的“子时”,则是阴极阳生的午夜。“子午”二字,既是时间的刻度,也是空间的坐标。

羊八井激光雷达观测夜景从科学机理上看,地球磁力线大致沿南北方向分布。空间环境中的带电粒子受磁场束缚,空间天气扰动往往沿子午方向传播——沿着“子午线”布局监测设备,就是精准抓住了空间天气的“脉门”。
目光回溯至上世纪90年代。彼时,国外航天大国竞相发射太阳监测卫星,试图从太空俯瞰太阳。中国科学院院士魏奉思却提出了一条更为艰难的道路:立足大地,在中国境内沿东经120度、北纬30度布局,构建“十字形”地基监测链条。

三十年过去,当初那个“十”字,如今已生长为一张覆盖全国的“井”字形巨网。从一期15个台站、87台套设备,扩展至二期31个综合性台站、近百个站点、282台套设备。

明安图观测基地“草原天眼”
从东起上海、西至拉萨、北起漠河、南抵海南,直至延伸至南极中山站,监视着从太阳到地球1.5亿公里间的风云变幻。

激光雷达漠河工艺测试
从“十”字到“井”字,不是数量叠加。陈志青感慨:“这就像渔网捕鱼,以前的‘十’字太疏,会漏掉很多小鱼。”所谓“小鱼”,指的是空间天气中大量中小尺度精细过程。“井”字加密,意味着具备了从捕捉大尺度宏观现象到解析微观扰动细节的跨越能力。

这一跨越,伴随的是设备国产化率从几乎为零跃升至90%以上的决定性转变。一期设备大多采购自国外,甚至面临数据断供风险。二期建设中,研制团队横下一条心啃下“硬骨头”。在海拔4400多米的青藏高原那曲色尼站,在冬季积雪深达半米的内蒙古四子王旗,建设者们硬是将自主研制的大型雷达和光学设备立了起来。

内蒙古四子王旗站
在这张巨网中,最令人叹为观止的工程奇迹之一,当属位于四川稻城海拔3800米处的圆环阵太阳射电成像望远镜(DART)。

四川稻城站“千眼天珠”
从高空俯瞰,313部直径6米的抛物面天线,均匀排列在直径1公里的巨大圆环上,犹如镶嵌在高原上的“千眼天珠”。但要让它“看清”太阳,313只“眼睛”的同步精度必须达到极致——接收到的信号相位差哪怕只有微乎其微的偏差,成像就会失真。

研发团队在圆环正中心修建了一座100米高的定标塔,向313面天线发射同步校准信号。塔到每一面天线的距离绝对相等,所有信号被强制拉到“同一起跑线”。正是这种对“绝对同步”与“标准统一”的极致追求,让“千眼天珠”能够看得精准,日冕物质抛射等太阳爆发现象无处遁形。
而7月与FAST联手捕获脉冲星的“跨界”之举,更让这项工程奇迹释放出超越原有设计目标的科学潜力。
曾经,没有自主监测数据,就像做饭没有米。每逢重大航天任务,国外数据源时常出现中断,数据背后的安全漏洞更令人寝食难安。
子午工程的全线贯通终结了这段历史。2024年5月,超级地磁暴来袭前48小时,运控中心的大屏上已捕捉到异常信号——尚在试运行的二期工程提前发出精准预警,完整记录了短波通信中断的全过程。如今,在神舟飞船发射、航天员出舱的关键时刻,子午工程提供的电离层与大气模型,成了最重要的决策依据。

三站雷达协同扫描探测动画示意图
凭借这张网,中国科学家不仅发现了被《自然》选为研究亮点的“太空台风”,更在空间天气领域持续产出高影响力成果——截至目前,依托子午工程数据,已在Science、Nature等国际期刊发表论文500余篇。
“顶天立地”,是工程团队对子午工程的深情概括。顶天,是触及太阳;立地,是扎根中国大地。如今,这份梦想正从中国腹地向全球延伸。

乌日根塔拉站
2025年6月,依托子午工程这张覆盖全国的“观天巨网”,我国牵头发起了国际子午圈大科学计划(IMCP)。该计划以东经120度与西经60度子午圈为主线,旨在构建环绕地球的完整地基监测链,实现对日地空间环境“全纬度、全天候”的立体观测。截至目前,全球合作伙伴已达50余家。国际子午圈计划总部已落户北京怀柔科学城,未来将在国际空间天气监测和研究领域发挥越来越重要的作用。
与此同时,子午工程作为国际子午圈的核心骨干网,也在持续向全球释放红利。今年3月,中关村论坛年会上,中国宣布推动10个重大科研基础设施面向全球开放共享,子午工程位列其中。截至6月,子午工程已累计服务348家单位,覆盖巴西、德国等24个国家。

在地球的另一侧(西经60度),相应的子午圈监测链条正在补充完善。中国科学家希望联合全球伙伴,在地球上画出一个完整的“国际子午圈”。

位于南极的长城站子午二期测高仪观测舱
从“十”字到“井”字,从追日到探宇,从中国到全球——子午工程用三十年完成了三次跨越。这不仅是技术的跃升,更是一个国家在空间科学领域从跟跑到并跑、再到领跑的缩影。当“观天巨网”开始“跨界”,它的下一个可能,正在被它自己不断改写。

当太阳风暴来袭、短波通信中断、导航信号失准时,它是站在我们身后的那道无形屏障;当越来越多的国家和国际组织携手加入国际子午圈时,它已然成为构建人类命运共同体的科学实践。
从立杆测影的古老智慧,到织网问天的现代史诗,中国人凝视苍穹的目光从未改变——只是这一次,我们不再只仰望,而是开始回应。目前,国际子午圈计划正按“两步走”战略稳步推进,这张“网”将持续运行,凝视着更遥远的未来。
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