转自：千龙网

昨天（21日），北京怀柔科学城“双喜临门”，两处“十三五”国家重大科技基础设施——子午工程二期、多模态跨尺度生物医学成像设施先后通过国家验收。

一个仰望寰宇，一个聚焦精微。96个站点、282台设备数据，全部实时汇聚到位于怀柔科学城的“司令部”——子午工程综合信息与运控中心，这是我国建成的国际首个覆盖日地空间全圈层的综合性空间环境地基监测设施。多模态跨尺度生物医学成像设施则形成了跨尺度、多模态、自动化和高通量的生物医学成像全功能研究平台，综合能力达到世界先进水平。

让“空间天气预报”更精准

与地球天气变化类似，太阳爆发也会导致日地空间环境“风云变幻”。“太阳风扫过地球，不仅卫星、通信、导航等活动会受到影响，信鸽也可能找不到回家的路。”中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室副主任罗冰显说，空间天气已成为与人类活动息息相关的“第四环境”。

子午工程二期实现了全圈层综合性空间环境地基监测，让“空间天气预报”更精准。“千眼天珠”圆环阵太阳射电成像望远镜、国际首台全季节观测阵列式大口径激光雷达等在工程中建成的一批大型监测设备，技术指标达到国际先进水平。

试运行期间，子午工程二期完整记录了2024年5月那场超级磁暴的日地空间环境变化全过程，展现出对空间天气事件的快速、高精度、全局监测能力。此次通过国家验收，标志着我国空间环境地基监测能力跃居世界领先地位。

全景式解析生命奥秘

成像技术作为生物医学最重要的研究工具之一，在重大生物医学问题研究中扮演关键角色。多模态跨尺度生物医学成像设施就是要打通尺度壁垒，有机整合不同成像模态，打造“一体化”生物医学成像技术集群。

从人体的米级尺度到细胞的微米尺度，再到分子的纳米尺度，借助该成像设施，科研工作可以跨越9个数量级，全景式揭示基因表达、生物大分子构象、细胞信号、组织代谢及功能网络的时空动态和内在联系。

设施中应用的多模态结构光超分辨活细胞成像设备，是多模态探测的代表之一。“传统的光学显微镜放大倍率约为1000倍，对应着大约200纳米的尺度，但这无法看清亚细胞结构。”中国科学院生物物理研究所研究员李栋表示，这台自主研发的设备在成像分辨率上实现突破，下探到60纳米至100纳米的尺度，能在活细胞中观察亚细胞结构的动态变化过程。团队现已完成该设备的工程化，为更多的研究者提供性能优异的观测工具。

大装置助力科学城发展

子午工程一、二期已融合运行。工程“形”散而“神”聚，遍布全国和地球南北极区的站点组成巨大的“井”字形，实现从太阳表面爆发、行星际传播到地球空间响应的全链条追踪监测。96个站点获取的空间天气数据，都跨越山海汇聚到怀柔科学城。“子午工程是分布式大科学设施，‘中心司令部’就放在怀柔。”中国科学院国家空间科学中心副主任、子午工程中心主任李晖说，“我们还以子午工程为基础，率先提出并主导实施国际子午圈大科学计划。未来，国际子午圈计划成立相应的国际组织，立足怀柔‘会都’定位，邀请全球空间科学研究者共商科学发展。”

当前，怀柔科学城不仅加速形成重大科技基础设施集群，还推动打造仪器和传感器产业集群。“我们希望自主研发的设备，不仅仅是停留在一两个实验室里。”中国科学院生物物理研究所副所长朱冰说，成像装置的建设与科学城的产业集群打造能够相互促进，为高端生物医学影像装备实现“中国创造”提供战略支撑和保障。