破天上难题 解太空猜想 哈工大“地面空间站”这一年

□李双余 梁英爽 本报记者 赵一诺

“空间环境地面模拟装置自2024年2月27日通过国家验收以来，已累计服务包括中国航天科技集团、中国电子科技集团在内的150余家用户，为1000余型宇航元器件的研发提供测试服务，支撑我国多项重大航天工程顺利实施。”近日，哈尔滨工业大学（以下简称哈工大）空间环境与物质科学研究院院长李立毅介绍。

一年以来，这座被誉为“地面空间站”的空间环境地面模拟装置正成长为一片孕育创新、科技、人才和活力的沃土，结出一颗颗丰硕饱满的果实。

从“0”到“1” 产出原创性引领性科学成果

通过“地面空间站”中的空间磁环境模拟与研究系统，上海交通大学科研团队开展了一项突破性实验：在近零磁场环境并复合-20℃至-130℃极端温度范围内，微生物连续生存7天并成功存活。这一成果在国内尚属首次。

上海交通大学微生物代谢国家重点实验室教授肖湘说：“零磁场环境与无磁高低温装置构建了多因素耦合的极端域外环境，对探寻生命起源与域外生命问题具有重要科学价值。”

对于哈工大材料科学与工程学院极端环境材料和器件技术创新中心团队来说，这座“地面空间站”建到了“家门口”。团队杨剑群研究员说：“‘地面空间站’不仅让我们开展科研更方便了，而且装置的先进性和稳定性，为我们极端环境与效应基础研究和人才培养，以及团队承担的国家重大项目提供了重要支撑和促进作用。”

在这个集材料、航天、物理、计算机、数学等多学科深度融合，以基础性研究为代表的交叉团队中，有一半以上师生使用过空间环境地面模拟装置的器件离子辐照研究系统，并在极端环境材料和器件机理研究、软件验证等方面取得突破性进展，相关研究成果已在《IEEE核科学汇刊》等期刊发表。

从大科学设施产出的科学成果源源不断。2月28日，哈工大生命科学中心陈政课题组在糖脂代谢稳态整合调控和代谢性疾病发病机制方面取得重要进展，研究成果发表在国际学术期刊《科学》上。

从“1”到“100” 开放共享连接全球科研团队

通过空间环境地面模拟装置，一场跨越校际合作的地球磁层的磁场重联、哨声波与粒子相互作用等空间重要物理过程的实验研究正在展开。

中国科学技术大学陆全明教授是装置的深度使用者。“以前我们只能通过几十厘米的小装置完成相关验证，而这里的装置尺寸大上几十倍，我们能研究更复杂的物理过程，这是小型装置无法实现的。”陆全明感慨道，“大科学的‘大’开拓的不光是我们的研究成果，更是我们的研究思路。”

“在这里，我们和陆全明教授团队共同首次实现了地球磁层顶重联过程的地面模拟和确认，这座装置的建成，不仅推动了科学研究的突破，也促进了校际合作的深化。”空间环境与物质科学研究院副院长鄂鹏教授说，“我们与中国科学技术大学的合作实现了优势互补，将空间探测、地面实验和理论仿真三种研究手段高效融合。”

“这里让我看到了地球与太阳相互作用的‘迷你宇宙’。”一位来自国外大学的教授说。他所在的团队利用装置模拟太阳风与地球磁层的相互作用，研究磁重联这一空间物理中的关键现象。“在太空中，我们只能依赖卫星数据，捕捉到的是瞬间的、不可重复的自然现象。而在这里，我们可以精确控制实验条件，重复验证每一个猜想。”

“实现了从‘0’到‘1’的突破，还要做好从‘1’到‘100’的推广。”李立毅表示，“大科学装置具有科学和工程双重属性，担负着原始创新策源地、基础研究先锋队的使命，我们将进一步统筹更新大科学装置方案，提升其对基础研究、国家战略、高技术发展和国际合作等方面服务支撑能力。”