海南文昌擁有國內首座專業化商業航天發射場,目前已進入每月2到3發的高密度發射階段。
航天發射是“差之毫厘,謬以千里”的精密工程,突發地震可能會對推進劑加注、點火發射等關鍵環節帶來安全風險。當地綜合運用地震預警、振動監測等地震科技,為商業航天發射保駕護航。
地震監測技術
護航商業航天發射安全
今年6月,緊鄰發射塔架的海南商發一體化地震監測站建成投用,與海南島151個陸地站點和多個海洋觀測站點協同聯動,具備秒級地震預警能力。
海南省地震局海南地震臺臺長 王惠琳:地震發生后,航天發射場在破壞性地震波到來之前,提前幾秒到幾十秒的時間收到地震預警信息,采取自動應急處置,提前暫停燃料加注、點火等一些關鍵的環節,避免安全事故。
發射塔架結構是否安全直接影響著火箭能否成功發射。海南商業航天發射場創新應用結構健康監測技術,在發射塔架不同高度布設了7個監測點,可多方位記錄火箭發射、強風、地震等情況下引起的塔架振動,及時識別塔架潛在的結構薄弱部位,為維護檢修提供技術支撐。
目前,該系統已完成11次火箭發射振動監測,填補了國內商業航天發射塔架振動數據空白。此外,發射塔架周邊還布設了多臺地震儀,監測火箭發射前后場地淺地表結構的變化,為發射場地基安全評估提供數據支撐。
海南省地震局局長 郭洪義:我們會同海南商發凝聚了國內多家高校研究所,布設了130余套的高精度的儀器設備,按照場地更安全,塔架更結實,環境更清晰這樣一個目標,構建一個海南商發高質量的全生命周期的健康安全體系。
地震波探洞
助力月球基地建設
除了保障商業航天發射安全,地震探測技術也被應用于海南雷瓊火山區的熔巖洞,模擬月球場景,開展地下空間探測試驗,助力未來月球基地建設。
月球表面晝夜溫差大、宇宙輻射強,在月表建基地困難重重。而月球早期地質活動形成的大量地下火山熔巖洞,被認為是未來月球科研基地的潛在選址之一。
中國地震局地球物理研究所副研究員 陳波:因為月球熔巖管道的空間,可以隔絕近乎90%以上的高能離子,也可以提供一個比較恒溫的環境,我們現在所處雷瓊火山群其實跟月球上的熔巖管道的形成機制非常類似。
加快探索月球地下結構探測技術,是建設月球基地的前提。今年4月,海南省地震局聯合北大、南科大等科研團隊,利用海口火山熔洞的天然試驗場,使用車重1.8噸級的可控震源車,激發人工地震波,配合周邊布設的多種地震儀,就像做CT一樣,通過地震學方法反演“透視”地下火山熔巖洞。
南方科技大學理學院地球與空間科學系博士生 劉沛鈺:試驗主要是通過震源車激發一個人工的地震,然后地震信號通過地下介質的一些折射、反射,被我們的地震儀器接收到,來判斷熔洞的大小、尺寸 。
研究人員提出,未來可嘗試將月球探測器著陸、起飛等活動產生的振動作為震源,用于探測月球地下結構。
隨著試驗開展,未來該技術可應用于精細探測月球熔巖洞的分布,為月球熔巖洞科研基地規劃建設提供重要支撐。
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