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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
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
佩戴有GPS项圈的北极熊，资料图
科学家们利用带加速度传感器的GPS项圈观察北极熊的觅食活动。资料图
“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。
佩戴有GPS项圈的北极熊，资料图
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近日，科学家在《科学》杂志报告称，北极熊一直难以找到足够的食物，而随着全球变暖，问题将日益恶化，因为北极熊新陈代谢速度比之前预计得更快。
为了弄清这些动物需要吃多少食物，3年来，科学家在每年春季捕获了9只雌性北极熊，并采集了血液样本和其他测量数据，以便测量它们的新陈代谢。这些北极熊生活在波弗特海。然后，他们将装有摄像机和加速度传感器的GPS项圈佩戴在北极熊身上，观察它们的觅食活动。
科学家们利用带加速度传感器的GPS项圈观察北极熊的觅食活动。资料图
该研究小组发现，生活在海冰上的北极熊每天需要摄入超过1.2万卡路里的热量，也就是必须每10到12天至少吃一头成年的环斑海豹。这意味着这些动物的新陈代谢比以前认为的要高。另外，科学家表示，北极熊走路时也消耗了大量的能量，比同体型的动物多。研究人员追踪了这些北极熊大约10天，发现它们将1/4多的时间用于行走。在研究期间，那些杀死和吃掉环斑海豹的北极熊体重增加或保持，但是超过一半的北极熊体重减轻了，而且有4只失去了至少10%的体重，有一只北极熊不仅储备脂肪减少，甚至肌肉也萎缩了。但研究人员说，随着海冰持续消融，能源需求可能会超过北极熊的觅食能力，最终导致它们灭绝。
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