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海口雷琼火山区熔岩洞外貌。海南省地震局供图

科研人员在检查熔岩洞内情况。本报记者 孙亚慧摄

熔岩洞里，研究人员正在调试设备。本报记者 孙亚慧摄

我国首座航天发射场专用地震预警监测站“海南商发一体化地震监测站”。海南省地震局供图

近日，中国地震局“防震减灾高质量发展进行时”主题采访来到海南海口、文昌。从商业航天发射“一号工位”振动监测系统到“火箭地震学”的创新理念，从雷琼火山熔岩洞的类月试验到全国首座商业航天发射场专用地震预警监测站建成投用——地震科技正嵌入商业航天发展，为火箭发射筑牢“看不见的安全防线”。

为发射场“把脉问诊”

穿过文昌的海风，海南商业航天发射场正被24小时“守护”着。

今年6月，由海南省地震局与海南国际商业航天发射有限公司合作共建的地震预警示范站——我国首座航天发射场专用地震预警监测站“海南商发一体化地震监测站”正式建成投用。这标志着海南商业航天发射场地震安全保障迈入“专用保障”的新阶段。

海南省地震局局长郭洪义表示，该省地震局与海南商业航天发射场密切合作，联合国内顶尖科研团队，在该发射场布设130余台高精度地震仪，对发射塔架和周边场地进行24小时不间断的健康监测和预警。通过发挥多学科交叉优势，合作构建“场地更安全、塔架更结实、环境更清晰”的全方位安全体系，为我国商业航天高质量安全发展提供坚实科技支撑。

2024年11月30日，海南商业航天发射场圆满完成首次发射任务。首发任务成功后，海南省地震局科研技术团队主动聚焦航天工程安全保障新课题：随着商业航天发射任务日趋高密度化，发射塔架反复经受火箭发射的强冲击载荷，其实际服役寿命该如何科学评估？

“我国商业航天事业正加速腾飞，海南商业航天发射场是国内首个商业航天‘母港’。面对这一新兴领域，我们主动思考地震科技如何助力‘向天图强’，着力挖掘地震监测技术服务航天工程的潜力，为我国航天事业筑牢地震安全屏障。”据中国地震局地球物理研究所副研究员陈波介绍，商业航天发射既要追求任务效能和安全，也要算好综合经济账：发射塔架的服役周期、可承受发射任务上限，以及高频发射工况下塔架结构的健康演化规律。一系列关键工程问题，都必须依托翔实的实地观测数据开展科学分析与研判。

在商业航天发射塔架上建设振动监测系统并不容易。与常规振动源不同，火箭发射的振动源处于持续时空位移状态，动力输入分析具有较高难度——它的能量不仅直接冲击塔架，引发高频振动，还涉及复杂的时空动态。据海南省地震局工程师朱钊利介绍，项目初期，团队借鉴了地震系统成熟的工程结构健康监测经验，但在海南商业航天发射场现场试用后发现，首批设备难以适配现场严苛工况。

“这些设备要经受高温、冲击和锈蚀叠加的多重考验。”朱钊利说，“我们在这一年里克服了很多困难，对设备进行了不锈钢的保护处理，里面还加装了防爆箱。”

如今，这套系统已累计监测海南商业航天发射场“一号工位”13次发射的振动数据，形成了长效连续、质量稳定的实测数据库，是国内商业航天发射塔架监测数据的重要补充。相关数据会定期共享给海南商业航天发射场，作为他们安全发射火箭的重要参考。

监测地震波，给地下结构做“CT”

服务发射场地面设施安全保障的同时，科研团队还把目光投向更远的深空探测领域，在海南本地火山熔岩洞开展类月环境模拟试验。

在海南雷琼火山群的一个熔岩洞里，研究人员正通过监测地震波给地下结构做“CT”。这个洞的空间相对较大，宽度可达十几米到几十米。据陈波介绍，这种熔岩洞的形态和成因，与月球表面的熔岩管高度相似，可以看作是难得的类行星“天然实验室”。

为什么要在熔岩洞里做实验？这源于一个相对新颖的研究概念——火箭地震学。