沿東經(jīng)１２０度子午線，北起漠河，經(jīng)北京、武漢，南至海南并延伸到南極中山站；沿北緯３０度緯度線，東起上海，經(jīng)武漢、成都，西至拉薩，１５個監(jiān)測臺站組成了一個以鏈為主、鏈網(wǎng)結(jié)合的地基空間環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)……這就是我國空間科學(xué)領(lǐng)域第一個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目“子午工程”。
子午工程為增強(qiáng)我國空間科技創(chuàng)新能力、保障空間活動安全作出了重要貢獻(xiàn)，也為我國在國際空間科學(xué)界贏得了話語權(quán)。
基于國家戰(zhàn)略需求向“世界第一”發(fā)起挑戰(zhàn)
隨著我國航天和空間技術(shù)的發(fā)展，對自主空間環(huán)境保障提出了迫切需求。長期以來，由于缺乏相應(yīng)的儀器設(shè)備，中國科學(xué)家在空間科學(xué)研究中只能使用國外“二手”數(shù)據(jù)。
１９９３年，我國著名空間物理學(xué)家魏奉思等專家和國內(nèi)多家單位共同提出了建設(shè)子午工程的設(shè)想。“這樣的一條子午鏈將對我國空間天氣基礎(chǔ)研究及預(yù)報的發(fā)展起到舉足輕重的作用。”魏奉思院士說。
這項(xiàng)工程是世界上第一條、也是唯一一條空間環(huán)境綜合監(jiān)測子午鏈，涉及的問題方方面面，經(jīng)過十多年堅(jiān)持不懈的籌劃和申請，２００５年８月項(xiàng)目獲得批復(fù)，２００８年１月正式開工建設(shè)。
子午工程為中國空間科學(xué)搭起了一座長約３０００公里，高達(dá)幾百公里的“長城”。它可以幫助科學(xué)家把地球表面、中高層大氣、電離層、磁層，乃至十幾個地球半徑以外的行星際空間環(huán)境一次性“盡收眼底”。
“子午工程將為我國開展空間活動提供完整、連續(xù)、可靠、多學(xué)科、多空間層次的空間環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，這對提升我國空間環(huán)境的基礎(chǔ)研究能力、保障空間活動安全都十分重要。”中科院國家空間科學(xué)中心主任、工程總經(jīng)理吳季說。
中國空間科學(xué)家還以子午工程為基礎(chǔ)，積極推動國際空間天氣子午圈計(jì)劃。正如美國國家大氣研究中心主任基林教授所說，“將來空間天氣領(lǐng)域的進(jìn)展將更加依賴于全世界科學(xué)家們的集體努力，中國的子午工程的貢獻(xiàn)將是無法估價的”。
一條管理與技術(shù)變革的“創(chuàng)新鏈”
子午工程因其最廣闊的地域跨度，最多類型的觀測設(shè)備，最復(fù)雜的技術(shù)要求等，在世界空間科學(xué)領(lǐng)域獨(dú)樹一幟。這樣一個跨單位、跨學(xué)科、跨地域監(jiān)測的大科學(xué)項(xiàng)目，在中國大科學(xué)裝置的建設(shè)史上也是首例。
由中科院、教育部、工業(yè)和信息化部、中國地震局、國家海洋局、中國氣象局等１２家單位參與的建設(shè)團(tuán)隊(duì)僅用了４年時間，就建成了空間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)與通信系統(tǒng)、研究與預(yù)報系統(tǒng)三大系統(tǒng)。
工程建設(shè)內(nèi)容還包括１５個野外臺站、４０個觀測站點(diǎn)、９５臺／套觀測設(shè)備、子午工程數(shù)據(jù)中心和８個節(jié)點(diǎn)站、科學(xué)運(yùn)行中心、專用高性能計(jì)算平臺、民用預(yù)報服務(wù)平臺以及氣象和探空火箭海南發(fā)射基地……
然而成果的取得并非一蹴而就。１２家單位的調(diào)度與管理錯綜復(fù)雜；９５臺儀器設(shè)備分成２３大門類，大到外罩直徑近５０米的非相干散射雷達(dá)，小至體積超不過一個普通的家用路由器；１５個野外臺站，有的要在已有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，有的則必須從墾荒開始……
為了工程順利按期完成，建設(shè)團(tuán)隊(duì)編寫了《子午工程實(shí)施及管理計(jì)劃》。這份專門針對大科學(xué)工程編寫的計(jì)劃書逾３萬字，使整個工程有了統(tǒng)一的“語言”。建設(shè)團(tuán)隊(duì)還靈活運(yùn)用管理、技術(shù)兩條線，通過健全的規(guī)章制度和創(chuàng)新的管理形式，把各參研單位的積極性凝聚在了一起。
“在科研團(tuán)隊(duì)的努力下，工程部分自研設(shè)備的性能位居國際先進(jìn)行列，工程地基觀測的綜合性達(dá)到了全球領(lǐng)先水平。”吳季說。