鲁达 ◆
国际上，从20 世纪50 年代开始基于卫星的空间电磁探测一直在进行。其中美国、俄罗斯、法国等发射多颗围绕电离层空间电磁环境探测的卫星。
— DSMP 系列卫星 —
美国国防部于20 世纪60 年代中启动国防气象卫星(Defense MetroSatellite Plan，DMSP) 项目， 通常运行2 颗业务卫星和3 颗部分业务卫星，提供的信息有云高及其类型、陆地和水面温度、水汽、洋面和空间环境等。现有DMSP 为三轴姿态稳定卫星，运行在高度约830km 的太阳同步轨道，周期约101min，扫描条带宽度3 000km。两颗业务卫星同时运行，过赤道时间为05∶36 及10∶52，每6h 可提供一次全球云图。
— CHAMP 卫星 —
挑战迷你卫星载荷（CHAllengingMinisatellitePayload，CHAMP）卫星，该卫星于2000 年7 月15 日在德国发射，是一颗高低卫——卫跟踪的重力卫星，由德国地球科学中心（GFZ）独立研制，设计寿命为5 年，圆形近极轨道，倾角83°，偏心率0.004，近地点约470km，主要目的包括：确定全球中长波长静态重力场和随时间的变化；测定全球磁场和电场；大气和电离层探测。低轨卫星上的星载双频GPS 接收机，以接收高轨GPS 卫星信号精密确定低轨卫星的轨道，利用卫星的质量中心安装了三轴加速度计测量非保守力，如大气阻力，太阳光压等，星载设备还有SLR 反射棱镜和地磁探测仪。
— FORMOSAT-3/COSMIC-1 卫星 —
2006 年4 月15 日，FORMOSAT-3，即气象、电离层和气候星座观测系统（Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate）从美国加州发射到低轨圆轨道，其主要目标是得到中性大气中的温度、气压和水蒸气以及电离层中的电子密度。基于COSMIC-1 的成功，美国和台湾地区决定执行跟进计划，即 FORMOSAT-7/COSMIC-2，在2017 年发射6 颗卫星，到2020 年再发射6 颗卫星。
— 俄罗斯Predvestnik-E 卫星 —
该卫星的科学目标是探测与地震有关的电离层变化信息；探索地震预报信息；研究太阳耀斑。其轨道高度450km，倾角65°；重量130kg；发射时间2001 年。Predvestnik-E卫星有效载荷配置了FM-4 稳定场磁力计、羟基光谱仪、红外光谱仪、电场强度测量仪、高能粒子监视器和电视摄像度量系统。
— 俄罗斯COMPASS- Ⅰ卫星—
该卫星的科学目标是探索和试验地震预报技术，监测太空垃圾。其轨道高度为830km，倾角98.85°，圆太阳同步轨道。发射时间：2001 年12 月，发射后不久出现问题，COMPASS-I 失败。COMPASS-I卫星有效载荷配置了低频波分析仪( 频率范围：8Hz ～ 20kHz)、高频波分析仪( 频率范围：100kHz ～ 15MHz)、粒子探测器、GPS 掩星接收机、UHF 发射机。
— 美国QUAKESAT 卫星 —
该卫星的科学目标是研究ELF 磁场信号与地震岩石破裂关系机理，预测地震活动性。轨道高度840km，太阳同步轨道；重量4.5kg；发射时间：2003 年6 月；设计寿命：1 年。卫星发射成功后，实际在轨运行了1 年半。
QUAKESAT 卫星有效载荷配置为单轴感应式磁力仪。
— 法国DEMETER 卫星 —
该卫星的科学目标是研究与地震有关的电离层扰动；研究与人类活动有关的电离层活动；研究引起电离层扰动的机理；探测全球尺度的卫星高度上的电磁环境。轨道高度715km，倾角98.23°，准太阳同步圆形轨道；重量130kg；发射时间：2004 年6 月29 日；设计寿命2 年。
DEMETER 卫星有效载荷配置为感应式磁力仪、电场探测仪、等离子体分析仪、朗缪尔探针和电子探测仪。
— 乌克兰Sich-1M 卫星 —
该卫星的科学目标是研究与人类活动有关的电离层活动；监测大气、植被以及土壤情况。轨道高度670×630km，倾角89°；发射时间：2004 年12 月24 日；发射后由于火箭出现故障，Sich-1M 卫星未能进入固定轨道。Sich-1M 卫星有效载荷配置为波探测仪、RogovskyBelt、电场探测器、法拉第筒和磁通门磁力仪。
— 俄罗斯COMPASS- Ⅱ卫星 —
该卫星的科学目标是研究与地震、火山和其它大规模的自然灾害有关的电离层电磁和等离子体扰动等前兆；开展利用微卫星进行大尺度观测的技术；研究大气、电离层、地球磁层之间相互关系的动力学机理。轨道高度488×401km，倾角78.9°；卫星重量86kg；发射时间：2006 年5 月26 日；设计寿命：3 年。COMPASS- Ⅱ卫星有效载荷配置为无线电射频分析仪、低频波(VLF/ELF) 组合探测器、双频发射机、GPS接收机和粒子探测器。
— 欧空局SWARM 卫星星座 —
该星座的科学目标是研究地核动力学、地核发电机过程和核幔耦合，岩石圈磁场及其地质背景，地幔电导率，与洋流有关的磁场特征以及太阳队地球系统的影响等。卫星采用三个卫星三个不同的极轨轨道，两颗伴飞卫星的初始高度460km，第三颗卫星高度在530km，发射时间：2013 年11 月22 日，目前在轨运行。有效载荷包括矢量磁力仪、标量磁力仪、电场仪、加速度计、GPS 接收机和激光角反射器。
单星构型
星座轨道方案
— NOAA 极轨卫星系列 —
N O A A （ N a t i o n a l O c e a n i c a n dAtmospheric Administration）极轨卫星是由美国国家海洋大气局和美国航天局联合组织实施的极轨环境卫星，主要用于天气监测和预报业务应用。1978 年开始的TIROS-A 卫星增加了空间高能粒子（30keV 以上的电子和质子）探测任务，该型卫星从第二颗开始纳入NOAA系列并编号为NOAA-6，至今已到NOAA-19。其中在2006 年， 发射了METOP-A和METOP-B 卫星， 但载荷配置不变。目前，还在轨运行的有NOAA15，NOAA18 和NOAA19 以及METOP-A，METOP-B。
— ALEXIS 和FORTE 卫星 —
1993 年4 月，美国发射了ALEXIS 卫星，总重113kg，轨道高度750-850km倾角70°，星上载荷有低能X 射线成像传感器阵列和VHF 频段的EMP 接收器BLACKBEARD。其中BLACKBEARD 的主要任务是测量电离层对雷电脉冲（LEMP）以及能模拟NEMP 的LAPP 发射的EMP 的传播效应与频散效应，从原始记录的25-100MH 中带宽的人工载波噪声的VHF 信号中检测出LEMP 信号。
1997 年8 月，美国发射了 FORTE 卫星，卫星高度768-810km，倾角 70°，继承和改进BLACKBEARD 探测技术，发展用于在复杂的电磁噪声环境中自动、可靠探测NEMP 的V 传感器系统。
— THEMIS —
亚爆期间的事件演化过程及其宏观相互作用卫星（Time History of Events andMacroscale Interactions during Substorms,THEMIS） 是美国宇航局发射的继FUSE、IMAGE、WMAP 和Wsift 之后的第五个MIDEX 任务，其目的是通过多点和多载荷观测，确定太阳风能为什么总是在地磁亚爆的时候向地球内磁层和电离层输送能量。其包括5 个自旋（3s 周期）稳定的飞船，携带相同的载荷，包括磁通门磁力仪（DC到低频）、静电分析仪（测量0.05-25keV 热离子和0.005-30keV 电子）、固体望远镜（测量0.02-1MeV 超热粒子）、感应式磁力仪（0.1Hz-4kHz）、电场分析仪（ DC-300kHz）等。
— 磁层多尺度卫星 —
（Magnetospheric Multiscale Satellite, MMS）
MMS 是美国宇航局的日地探针计划中，继TIMED、Solar-B、STEREO 之后的第四个任务。日地探针计划是要探测日地空间的基础物理过程。MMS 卫星于2015年3 月12 日发射，探测磁层边界地区，特别是磁尾地区与太阳风和中性片的日侧边界区域的磁重联过程。星上载荷包括磁通门磁力仪、电子漂移计、离子成分、感应式磁力仪等，具体位置见下图。
— 其他地震电磁卫星发展计划及趋势分析 —
在已经成功发射了数颗电磁探测类卫星的基础上，国外也提出了多项电磁卫星计划，其中比较有代表性的有COMPASS-II 卫星计划；由8 颗分别分布在500 －550km 和900 － 950km 轨道上卫星组成的VULCAN 卫星计划；意大利ESPERIA卫星计划以及日本的ELMOS 极轨卫星计划。
从国外的各项电磁卫星计划来说，在实现了技术验证后，规划多颗卫星配合观测的星座计划已经成为一种发展趋势。
文章来源：地震三点通（编辑：常建军 排版：谭阳）