我国航天领域首个大科学装置“地面空间站”建成开始试运行

科技日报记者 李丽云

“目前，空间环境地面模拟装置主体建设已经完成，正在开展联合调试试运行工作。部分装置已经在为用户提供科研服务。预计今年底整体工程完成验收。”4月16日，哈尔滨工业大学空间环境地面模拟装置常务副总指挥、常务副总师、空间环境与物质科学研究院院长李立毅向科技日报记者介绍最新进展。这标志着我国航天领域首个大科学装置“地面空间站”在哈尔滨揭开神秘面纱，我国航天领域又新增一个大国重器。这对于我国航天事业和空间科学探测能力的提升将起到重要支撑作用。

李立毅院长在向媒体介绍“地面空间站”最新进展。 (科技日报记者李丽云摄)

(资料图)

“由哈尔滨工业大学联合中国航天科技集团有限公司承建的空间环境地面模拟装置，就是要在地球上建设一个与真实宇宙空间环境相似的‘地面空间站’，相当于把空间站‘搬’到地球上。”李立毅表示，“未来，许多需要抵达太空才能进行的实验，在这里就可以完成。届时，科学家们开展空间实验将不再‘难于登天’。未来，航天员们还可以在这里体验和适应月球、火星等星球的表面环境。”

 空间环境地面模拟装置建设园区（哈工大供图）

空间环境地面模拟装置是航天技术和空间科学领域的基础科学研究平台，包括空间综合环境模拟与研究系统、空间磁环境模拟与研究系统、空间等离子体环境模拟与研究系统、数值仿真与中央监控系统、建安工程与配套公用设施等，可为研究空间环境与材料、器件及生命体的相互作用等提供重要支撑，对于保障人类太空探索活动的顺利开展、突破地面单因素模拟的局限、全面了解空间环境综合因素对物质的作用和影响等具有重要意义。

 “地面空间站”的中央监控大厅。（科技日报记者李丽云摄）

这个大科学装置位于中国最北省份黑龙江省的省会城市哈尔滨市的哈尔滨新区里，大约有50个足球场大小的“空间环境地面模拟装置建设园区”内，分布着“一大三小”外表普通但里面却别有洞天的实验楼，“一大”即空间综合环境实验楼，“三小”即空间等离子体科学实验楼、空间磁环境科学实验楼、动物培养室。

  “地面空间站”的300MeV质子重离子加速器。（科技日报记者李丽云摄）

“在这里可以立足地面模拟九大类空间环境因素开展试验。”哈工大空间环境与物质科学研究院党委委员、空间环境地面模拟装置器件离子辐照研究系统设计师马国亮详细介绍说，空间环境地面模拟装置通过模拟真空、辐照、弱磁、等离子体等9大类空间因素，在地面构建了综合环境因素多，具有原位/半原位动态测量分析能力，可实现材料、器件、系统及生命科学领域多尺度、跨尺度环境效应研究的综合性研究装置。

“地面空间站”综合环境模拟系统的“系统级综合辐照试验舱”。（科技日报记者李丽云摄）

科技日报记者了解到，空间环境地面模拟装置早在2005年开始调研、分析和系统论证，经过相关领域科学家和有关部门反复论证、审慎决策，于2017年底开始动工建设，目前已基本建成进入试运行。

“地面空间站”综合环境模拟系统的“月尘舱”（科技日报记者李丽云摄）

“地面空间站”综合环境模拟系统的“火星尘舱”（科技日报记者李丽云摄）

“‘地面空间站’工程兼具科学研究与工程建设的特性，科研探索始终贯穿建设之中，需要不断攻关、不断调试、不断改进，有一些全球都很少碰触的尖端科研难题，更需要以‘钢牙啃硬骨头’的劲头，反复进行研究试验。”李立毅介绍，在这里，科研与建设实现了同步推进，哈工大有关科研建设团队联合其他协作单位一起攻克了多项关键核心技术。“未来，‘地面空间站’还将在脑科学、生命健康、高端仪器研发等方面发挥重要作用。”

“地面空间站”的空间等离子体环境模拟与研究系统。（科技日报记者李丽云摄）

“地面空间站”的多因素耦合生命科学研究终端。（科技日报记者李丽云摄）

“装置建设的溢出效应非常明显，围绕空间环境模拟的许多关键技术在建设需求牵引下得到突破。目前，我们已累计申请国际和国内发明专利120余项。”李立毅告诉科技日报记者，国内外的科学家们已经迫不及待地想要进入“地面空间站”开展科学实验。目前，已有国内外110余家高校和科研院所与该装置签署了用户协议。

  模拟太空无磁环境下进行的脑磁测试。（科技日报记者李丽云摄）

李立毅表示，空间环境地面模拟装置既是国之重器，也是科研利器。“未来，我们会努力把‘地面空间站’打造成空间科学、航天技术、物质科学等领域最先进的技术研究与工程应用平台。让这套国之重器为加快建设航天强国发挥更大作用。”

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