告別“靠天吃飯” 我國已用上模擬極端宇宙環境的“地面空間站”
你知道被譽為“地面空間站”的空間環境地面模擬裝置嗎？在黑龍江哈爾濱，有一片面積接近50個足球場大小的區域，這裏是我國航天領域首個大科學裝置——“空間環境地面模擬裝置”所在地。它由哈爾濱工業大學與中國航天科技集團聯合建設，歷時19年，於2024年通過國家驗收。
總體技術指標達到國際先進水平，部分關鍵技術全球領先。作為一個面向全球開放的科研共享平台，截至目前，“空間環境地面模擬裝置”已累計為國內外科研團隊提供超過6萬小時的實驗服務。
該裝置能夠綜合模擬真空、輻照、弱磁等九大類空間環境因素，揭示其對材料、器件、系統及生命體的影響規律，為航天器的高可靠與長壽命運行、航天員長期太空駐留等提供關鍵研究支撐。
“地面空間站”：鑄就叩問蒼穹的“金鑰匙”
過去，一些航天實驗和試驗只能“靠天吃飯”，等待宇宙射線的偶然到訪。如今，憑藉這個全球規模最大、模擬因素最多、功能最全的空間環境效應研究平台，我國科學家就可以將極端宇宙環境“搬”回地球，鑄就一把自主叩問蒼穹的“金鑰匙”。
走進這座獨特的零磁空間實驗室，科研人員正利用腦磁信號和雞蛋受精卵、“植物小白鼠”擬南芥等生物樣本，系統探索近零磁場對生命活動的影響規律。藉助七層電磁屏蔽結構，這裏成功模擬出比外太空還微弱50萬倍的極端磁場環境，展現出國際領先的“中國精度”。
*哈爾濱工業大學空間環境與物質科學研究院院長 李立毅：*我們設計的時候給施工單位的技術指標是0.2納特（磁場強度單位），但我們自己心裏邊要達到的指標就是0.02納特，給自己增加一個10倍的難度。你一定得有追求，做一個零磁裝置，為什麼不做到世界第一。
正是科研團隊自我加壓的極致追求，他們才在這裏真正實現了對宇宙極端環境的“實驗自由”。
這個直徑5米、有着三層樓高的銀色大傢伙，被科學家親切地叫作“巨型微波爐”，*它是我國自主研製的大型真空模擬艙，在全球首次精準復現了三維地球磁層的等離子體環境。*平時温和的星雲、極光等等離子體，在遇到太陽風暴的時候，會變成億萬發“太空子彈”，嚴重威脅航天安全。如今，我國科學家已能在地面“再造”太陽風暴，揭開宇宙狂暴的奧秘。
李立毅院長介紹，在空間實際來做這個實驗，可能要用幾百顆衞星，同時安排在不同的位置測到不同的數據。而實驗裝置能方便科學家們從整體上把握太陽活動對地球空間環境的影響，讓我國建立起自主的空間環境模型。
這條20米長的高速粉塵加速器，就像一枚“超級電磁炮”，它能把比髮絲還細的太空粉塵加速到每秒70公里，相當於在15秒內從北京穿越到上海。這些太空粉塵看似渺小，卻是航天器的隱形殺手。我國科學家在這裏模擬億萬次撞擊，只為給衞星和空間站披上最堅韌的“太空鎧甲”。
“地面空間站”：將浩瀚星空“壓縮”於一方天地
從接近絕對零度的超低温、宇宙級真空，到強電磁輻射……這座“地面空間站”將浩瀚星空“壓縮”於一方天地。建設中，團隊突破了零磁場分析設計、多環境因素模擬實驗艙等15項關鍵核心技術。
2024年投入使用以來，該裝置已成功支撐中國空間站、嫦娥六號、北斗導航衞星等十餘項國家系列重大航天工程任務，為中國載人登月工程提供從材料到組件的關鍵測試評價，並與國內300多家單位合作，推動了2000多個國產宇航元器件的研發。
從稻田起步 鑄就航天基石
在哈工大的“地面空間站”裏或許沒有驚天動地的瞬間，卻有無數個日夜的默默堅守，和一句“國家需要，我們就幹”的堅定信念。
這個精緻的模型，還原的是20世紀90年代亞洲最大、技術最複雜的空間環境模擬器之一：空間環境模擬器6號，簡稱KM6，由老一代哈工大人主導研製。
如果説今天的“地面空間站”是航天前沿的“實驗室+孵化器”，那麼KM6就是它的奠基者與開拓者，是中國載人航天與探月工程背後不可或缺的“地面驗證基石”。
在哈工大航天館，“老專家志願講解團”團長王若維正為觀眾講述從KM6、KM8到地面空間站的演進之路。當年，中國決定走飛船路線發展載人航天，而飛船必須通過嚴格的空間環境測試才能上天。KM6，正是模擬高真空、超低温、太陽輻射三大太空環境的關鍵裝備。
*哈工大材料科學與工程學院退休教師 王若維：*這個項目像“啃硬骨頭”，國外有好多技術也對咱們封鎖，我們國家在這之前也從來沒做過這麼大的空間環境模擬器。
1994年底，王若維和團隊來到北京唐家嶺的KM6建設現場，眼前是一片2000畝的稻田，連一條像樣的路都沒有。他們從修路開始，搭建指揮部，王若維擔任現場指揮。
項目啓動之初，國內連合格的鋼材都難以生產，購買進口鋼材時發現，原料竟是中國太鋼的鋼坯——國外買走我們的原料，加工後再高價賣回。於是，他們下定決心：回國自己煉！
從鍊鋼、軋製到焊接，團隊全部自主完成。直徑12米的密封法蘭，因運輸困難，只能分段製造，再到現場拼焊、精加工。精度要求極高——12米直徑的不平度不能超過1.5毫米。
三年間，20多位哈工大專家帶領百餘人團隊駐紮在稻田旁的民房裏，兩個春節未能回家。
1998年，KM6僅一次抽真空就獲得試驗成功，保障了1999年神舟一號順利升空。那一刻，所有付出都化為激動的淚水。
*哈工大材料科學與工程學院退休教師 王若維：*那時候咱們國家工業技術條件跟現在沒法比，所以這些人都擰成一股繩，憋着一股勁兒，為了我們中國航天的發展，一定要做好自己的每一件事。
（總枱央視記者 帥俊全 李晶晶 苗毅萌）