自2017年北京懷柔綜合性國家科學中心獲批以來，在國家發改委的大力支援和指導幫助下，北京市、中科院、高校共同落實國家“創新驅動發展”戰略，聚焦物質、能源、生命健康等科學方向，統籌佈局了29個科學設施平臺，其中國家重大科技基礎設施5個，分別為綜合極端條件實驗裝置、高能同步輻射光源、地球系統數值模擬裝置、多模態跨尺度生物醫學成像設施和子午工程二期，集中力量建設懷柔綜合性國家科學中心創新基礎設施叢集，努力打造國家戰略科技力量，已經成為全國設施平臺集聚程度最高、創新資源最為豐富的區域之一。下面讓我們一起了解懷柔第5個國家重大科技基礎設施-子午工程二期。
從陸地到星辰大海，人類探索的腳步從未停止。日地空間既是自然科學原創性新發現的重要區域，也是與人類活動息息相關的“第四生存環境”，正因如此，對日地空間環境的監測和研究是太空探索的必由之路。
作為我國空間科學領域部署的首個國家重大科技基礎設施，子午工程便是科學家為探秘日地空間環境佈下的“天羅地網”。TA構建了我國乃至全球空間環境地基監測的新思路、新架構，為分散式裝置的綜合利用樹立了典範。
今天跟上發改君
繼續探秘懷柔科學城
一起去了解子午工程這一大國重器~
走近子午工程
子午工程誕生於2006年。2008年，子午工程一期開工建設，歷經四年，於2012年10月建設完成正式投入執行。一期工程利用北起漠河，經北京、武漢，南至海南並延伸到南極中山站的東經120°子午線附近，以及東起上海，經武漢、成都，西至拉薩的北緯30°緯度線附近的15個監測臺站，建成一個以鏈為主、鏈網結合的空間環境地基監測鏈網。
▲子午工程總體佈局圖
透過子午工程一期的建設，我國空間環境地基監測系統的主體框架形成，地基探測邁上新臺階。子午工程執行成效顯著，在我國區域上空空間環境變化特徵研究、地球空間環境圈層耦合以及空間天氣子午線擾動現象大尺度傳播等關鍵科學問題上，取得了重大突破。同時，還服務於國家重大戰略需求，為國家重大航天任務保駕護航。
子午工程二期是在一期工程的基礎上，透過新增東經100°和北緯40°兩條觀測鏈共16個監測臺站，並提高一期臺站的綜合探測能力，與原有的子午工程一期已建成的東經100°和北緯30°觀測鏈，組成“井”字形探測佈局，形成31個監測臺站、282臺/套監測裝置組成的大型空間環境地基監測體系。
▲子午工程三大系統
發改君瞭解到，子午工程二期建成後，將形成“太陽-行星際-近地面”全鏈條監測、“地磁-電離層-中高層”大氣三網全景佈局，“極區-北方-海南-高原”四個重點區域顯微聚焦的“一鏈、三網、四聚焦”的完整的日地空間立體網格化監測架構，在國際上首次實現對日地空間環境全圈層、多要素、綜合的立體式探測。
子午工程生長樹
• 2008年1月，子午工程一期正式開工建設；
• 2012年10月，子午工程一期透過國家驗收，進入正式執行階段；
• 2018年2月，國家發改委批覆子午工程二期專案建議書；
• 2019年2月，國家發改委批覆子午工程二期專案可行性研究報告；
• 2019年5月，中國科學院批覆子午工程二期專案初步設計；
• 2019年7月，國家發改委正式評估透過子午工程二期專案初步設計概算；
• 2019年7月，子午工程二期專案正式開工建設。
• 2019年11月，子午工程二期召開第一次指揮部排程會；
• 2020年3月，十六家建設單位全部透過實施及管理計劃評審；
• 2020年4月，子午工程綜合資訊與運控中心主體結構封頂；
• 2021年6月，子午工程二期監測裝置完成詳細設計評審；
• 預計2023年底，子午工程二期工程竣工。
子午二期“閃光點”
子午二期工程目前正在全面建設實施，匠心打造一批國際領先的地基監測裝置——
圓環陣太陽射電成像望遠鏡將是世界上具有UHF/VHF連續頻譜成像測量能力和業務執行能力的地基射電望遠鏡。目前，已完成16單元安裝除錯和定標塔建設。
▲圓環陣太陽風射電成像望遠鏡效果圖
行星際閃爍監測儀建成後將是國際上首個實現三站雙頻相關接收的地基行星際閃爍望遠鏡。
▲行星際閃爍監測儀20單元饋源樣機測試
三站式非相干散射雷達將是世界上首個低緯電離層多站非相干雷達探測系統，目前已完成陣面傾角共體探測信噪比及垂直磁力線探測能力模擬設計，正在開展軟硬體研製。
▲三站式非相干散射雷達（三亞主站）
中緯高頻雷達將對我國中緯地區電離層進行大尺度探測，有效填補國際SuperDARN探測網的空白區域，目前，已完成四子王旗站的基礎設施建設、天線陣列架設和測試，第一部雷達系統即將開展整合測試。
▲中緯高頻雷達（四子王旗站）天線陣列
陣列式大口徑鐳射雷達系統將整合目前最先進的亞穩態氦原子熒光探測技術、鈉熒光共振探測技術和瑞利散射探測技術，是目前國際最先進的高空大氣鐳射雷達系統。目前，已開展了1083nm種子光高於20MHz精度的穩頻實驗，針對探測器效能引數進行了訊號模擬和最佳化，瑞利鈉熒光望遠鏡加工完成，驗收結果滿足系統指標要求；主鏡加工完成，正在組裝除錯。
▲陣列式大口徑鐳射雷達鐳射器試驗
位於懷柔科學城的子午工程綜合資訊與運控中心，總建築面積11978平方米，相當於子午工程二期的“資訊大腦”，可以實現對全部監測裝置的執行控制管理和監測資料的開放共享。目前，中心土建工程及裝置安裝已完工，即將開展竣工驗收。
▲子午工程綜合資訊與運控中心實景圖
子午工程二期建成後，將大幅提高我國對空間環境的認知能力、自主創新能力和保障服務能力。透過從太陽大氣到近地空間全鏈條、全國覆蓋、高時空分辨的監測，探索空間天氣事件的傳播、演化和影響空間環境的路徑和規律；揭示不同區域上空空間環境的變化特徵和差異；研究在特殊地質和地理條件下，地球、低層大氣和近地空間環境的耦合過程。未來，藉助子午工程二期，科學家可將電離層、中高層大氣、地磁環境“盡收眼底”，在空間環境監測和研究“加快腳步”。
截至目前，北京懷柔綜合性國家科學中心29個設施平臺，6個已投入試執行，12個土建工程完工，剩餘11個全部主體結構封頂，20個專案同步進行科研裝置採購安裝。“十四五”時期，隨著大科學裝置和第一批交叉研究平臺的陸續建成和投入試執行，北京懷柔綜合性國家科學中心進入了建設與執行並重的新階段。下一步，將在國家發改委的指導下，進一步加大體制機制改革力度，著力打造“科學研究與創新”新正規化，不斷整合科學設施與高校院所、企業等優質創新資源，加快構建協同創新網路，營造良好創新生態，更好支撐原始創新能力提升和關鍵核心技術攻關等國家戰略需求。
