2月27日，由哈爾濱工業(yè)大學、中國航天科技集團聯(lián)合建設的“空間環(huán)境地面模擬裝置”在哈爾濱通過驗收。這是我國航天領域首個國家重大科技基礎設施。

“地面空間站”是什么？

“空間環(huán)境地面模擬裝置”國家重大科技基礎設施，是國家發(fā)展改革委批準立項的“十二五”期間重點規(guī)劃項目。該項目由哈爾濱工業(yè)大學和航天科技集團聯(lián)合建設，旨在聚焦航天領域重大基礎性科學技術(shù)問題，構(gòu)建我國首個空間綜合環(huán)境與航天器、生命體和等離子體作用科學領域的大型研究基地，形成國際領先水平的空間環(huán)境耦合效應試驗研究平臺。

可以預見的是，曾經(jīng)許多需要抵達太空才能進行的實驗，未來在這里就可以完成，這對于我國航天事業(yè)和空間科學探測能力發(fā)展有著不可言喻的推動作用。

2月27日，“空間環(huán)境地面模擬裝置”國家重大科技基礎設施項目國家驗收會現(xiàn)場。（哈爾濱工業(yè)大學供圖）

中國科學院院士、哈爾濱工業(yè)大學校長韓杰才說，該裝置對我國重大科技創(chuàng)新突破、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高端人才培育等具有重要意義。未來學校將不斷優(yōu)化裝置技術(shù)指標，持續(xù)提高裝置科學水平，加速形成更多自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，為我國實現(xiàn)從航天大國向航天強國的重大跨越作出新的貢獻。

“地面空間站”長什么樣？

約50個足球場大小的園區(qū)內(nèi)，分布著“一大三小”四棟實驗樓，“一大”即空間綜合環(huán)境實驗樓，“三小”即空間等離子體科學實驗樓、空間磁環(huán)境科學實驗樓、動物培養(yǎng)室。這就是位于哈爾濱新區(qū)的“空間環(huán)境地面模擬裝置”。

“空間環(huán)境地面模擬裝置”園區(qū)效果圖。哈工大供圖

按照設計規(guī)劃，“地面空間站”可以模擬真空、高低溫、帶電粒子、電磁輻射、空間粉塵、等離子體、弱磁場、中性氣體、微重力等9大類空間環(huán)境因素，能夠闡釋空間環(huán)境對材料、器件、系統(tǒng)及生命體的影響規(guī)律和作用機制。

相較于把實驗儀器設備搬到太空，“地面空間站”既能節(jié)省成本、減少安全隱患，又可以根據(jù)科學問題和工程需要，設置特定的環(huán)境因素，不受時空限制進行多次重復驗證，從而打造更加安全便捷的實驗條件和科研手段。

“未來，許多需要抵達太空才能進行的實驗，在地面上就能完成?！惫枮I工業(yè)大學空間環(huán)境與物質(zhì)科學研究院副院長閆繼宏說，這是科學家夢寐以求的。

這是哈爾濱工業(yè)大學“空間環(huán)境地面模擬裝置”月塵倉（4月6日攝）。新華社記者 王松 攝

“地面空間站”都能干什么？

“‘空間環(huán)境地面模擬裝置’，就是要在地球上建設一個與真實宇宙空間環(huán)境相似的‘地面空間站’，相當于把空間站‘搬’到地球上?！惫枮I工業(yè)大學“空間環(huán)境地面模擬裝置”常務副總指揮、常務副總師、空間環(huán)境與物質(zhì)科學研究院院長李立毅表示。

“地面空間站”的中央監(jiān)控大廳。（科技日報記者 李麗云 攝）

1.空間綜合環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)

空間綜合環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)能夠在地面模擬太陽系典型空間環(huán)境因素，包括真空、高低溫、原子氧、空間粉塵、粒子輻照、電磁輻射等，實現(xiàn)了同一空間多環(huán)境因素及其強關(guān)聯(lián)效應和極端環(huán)境的地面模擬。

?空間綜合輻照環(huán)境模擬系統(tǒng)能夠在地面實現(xiàn)真空、低溫、太陽/紫外電磁及帶電粒子綜合輻照環(huán)境地面模擬。

?月表環(huán)境模擬系統(tǒng)能夠模擬真空、低溫、電子輻照、紫外輻照、微米/亞微米級帶電粉塵等月表多因素綜合環(huán)境及效應。

?火星塵環(huán)境模擬系統(tǒng)為國內(nèi)首臺直流引射式低密度風洞，技術(shù)指標達到國際領先水平，平臺致力于火星表面塵暴環(huán)境的模擬。

火星塵環(huán)境模擬系統(tǒng)

?高速粉塵環(huán)境模擬系統(tǒng)是國內(nèi)首臺用于空間高速粉塵環(huán)境模擬的大型裝置，技術(shù)指標達到國際領先水平。

?高能粒子輻照環(huán)境模擬已完成300MeV質(zhì)子重離子加速器、器件高能離子輻照終端和多因素耦合生物學輻照終端建設工作，并為多家科研單位提供服務。

整體設計圖

2.空間磁環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)

空間磁環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)能夠在地面實現(xiàn)亞納特級-亞毫特級、大尺度、多功能的磁環(huán)境模擬。

空間磁環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)。哈工大供圖

3.空間等離子體環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)

能夠在地面實現(xiàn)對近地空間和臨近空間等離子體環(huán)境的模擬。

臨近空間等離子體環(huán)境模擬分系統(tǒng)。哈工大供圖

“地面空間站”拉開科技交流合作新篇章

大科學裝置承載著人類探索未知世界的美好愿望，更吸引著一批青年科技工作者。他們來自多個高校和科研院所，將自身成長成才與國家發(fā)展需求更緊密地結(jié)合。

今年，“80后”聶秋月迎來在哈爾濱工業(yè)大學任教的第十個年頭。2014年，她從清華大學博士后工作站出站后，毅然選擇一路北上，參與到空間等離子體環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)的研制工作。

這是哈爾濱工業(yè)大學“空間環(huán)境地面模擬裝置”空間等離子體環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)（4月6日攝）。新華社記者 王松 攝

“大科學裝置將成為搶占科技競爭制高點的一個新的策源地?！睆哪戏揭凰咝５焦枮I工業(yè)大學任職的金成剛說，從航天電子元器件檢驗到引力波探測，從農(nóng)業(yè)育種到生命科學實驗，越來越多科研攻關(guān)將在這里展開，越來越多高層次科研人才將在這里匯聚。

當前，“地面空間站”建設的溢出效應已經(jīng)顯現(xiàn)，已累計獲得國際和國內(nèi)發(fā)明專利80余項，將在腦科學、生命健康、高端儀器、輻照育種等方面發(fā)揮重要作用。

（中國科技網(wǎng)綜合自科技日報、新華社、央視新聞客戶端等）

歡迎掃碼關(guān)注深i科普！

我們將定期推出

公益、免費、優(yōu)惠的科普活動和科普好物！