告别“靠天吃饭” 我国已用上模拟极端宇宙环境的“地面空间站”

来源：央视新闻客户端

你知道被誉为“地面空间站”的空间环境地面模拟装置吗？在黑龙江哈尔滨，有一片面积接近50个足球场大小的区域，这里是我国航天领域首个大科学装置——“空间环境地面模拟装置”所在地。它由哈尔滨工业大学与中国航天科技集团联合建设，历时19年，于2024年通过国家验收。

总体技术指标达到国际先进水平，部分关键技术全球领先。作为一个面向全球开放的科研共享平台，截至目前，“空间环境地面模拟装置”已累计为国内外科研团队提供超过6万小时的实验服务。

该装置能够综合模拟真空、辐照、弱磁等九大类空间环境因素，揭示其对材料、器件、系统及生命体的影响规律，为航天器的高可靠与长寿命运行、航天员长期太空驻留等提供关键研究支撑。

“地面空间站”：铸就叩问苍穹的“金钥匙”

过去，一些航天实验和试验只能“靠天吃饭”，等待宇宙射线的偶然到访。如今，凭借这个全球规模最大、模拟因素最多、功能最全的空间环境效应研究平台，我国科学家就可以将极端宇宙环境“搬”回地球，铸就一把自主叩问苍穹的“金钥匙”。

走进这座独特的零磁空间实验室，科研人员正利用脑磁信号和鸡蛋受精卵、“植物小白鼠”拟南芥等生物样本，系统探索近零磁场对生命活动的影响规律。借助七层电磁屏蔽结构，这里成功模拟出比外太空还微弱50万倍的极端磁场环境，展现出国际领先的“中国精度”。

哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院院长 李立毅：我们设计的时候给施工单位的技术指标是0.2纳特（磁场强度单位），但我们自己心里边要达到的指标就是0.02纳特，给自己增加一个10倍的难度。你一定得有追求，做一个零磁装置，为什么不做到世界第一。

正是科研团队自我加压的极致追求，他们才在这里真正实现了对宇宙极端环境的“实验自由”。

这个直径5米、有着三层楼高的银色大家伙，被科学家亲切地叫作“巨型微波炉”，它是我国自主研制的大型真空模拟舱，在全球首次精准复现了三维地球磁层的等离子体环境。平时温和的星云、极光等等离子体，在遇到太阳风暴的时候，会变成亿万发“太空子弹”，严重威胁航天安全。如今，我国科学家已能在地面“再造”太阳风暴，揭开宇宙狂暴的奥秘。

李立毅院长介绍，在空间实际来做这个实验，可能要用几百颗卫星，同时安排在不同的位置测到不同的数据。而实验装置能方便科学家们从整体上把握太阳活动对地球空间环境的影响，让我国建立起自主的空间环境模型。

这条20米长的高速粉尘加速器，就像一枚“超级电磁炮”，它能把比发丝还细的太空粉尘加速到每秒70公里，相当于在15秒内从北京穿越到上海。这些太空粉尘看似渺小，却是航天器的隐形杀手。我国科学家在这里模拟亿万次撞击，只为给卫星和空间站披上最坚韧的“太空铠甲”。

“地面空间站”：将浩瀚星空“压缩”于一方天地

从接近绝对零度的超低温、宇宙级真空，到强电磁辐射……这座“地面空间站”将浩瀚星空“压缩”于一方天地。建设中，团队突破了零磁场分析设计、多环境因素模拟实验舱等15项关键核心技术。

2024年投入使用以来，该装置已成功支撑中国空间站、嫦娥六号、北斗导航卫星等十余项国家系列重大航天工程任务，为中国载人登月工程提供从材料到组件的关键测试评价，并与国内300多家单位合作，推动了2000多个国产宇航元器件的研发。

从稻田起步 铸就航天基石

在哈工大的“地面空间站”里或许没有惊天动地的瞬间，却有无数个日夜的默默坚守，和一句“国家需要，我们就干”的坚定信念。

这个精致的模型，还原的是20世纪90年代亚洲最大、技术最复杂的空间环境模拟器之一：空间环境模拟器6号，简称KM6，由老一代哈工大人主导研制。

如果说今天的“地面空间站”是航天前沿的“实验室+孵化器”，那么KM6就是它的奠基者与开拓者，是中国载人航天与探月工程背后不可或缺的“地面验证基石”。

在哈工大航天馆，“老专家志愿讲解团”团长王若维正为观众讲述从KM6、KM8到地面空间站的演进之路。当年，中国决定走飞船路线发展载人航天，而飞船必须通过严格的空间环境测试才能上天。KM6，正是模拟高真空、超低温、太阳辐射三大太空环境的关键装备。

哈工大材料科学与工程学院退休教师 王若维：这个项目像“啃硬骨头”，国外有好多技术也对咱们封锁，我们国家在这之前也从来没做过这么大的空间环境模拟器。

1994年底，王若维和团队来到北京唐家岭的KM6建设现场，眼前是一片2000亩的稻田，连一条像样的路都没有。他们从修路开始，搭建指挥部，王若维担任现场指挥。

项目启动之初，国内连合格的钢材都难以生产，购买进口钢材时发现，原料竟是中国太钢的钢坯——国外买走我们的原料，加工后再高价卖回。于是，他们下定决心：回国自己炼！

从炼钢、轧制到焊接，团队全部自主完成。直径12米的密封法兰，因运输困难，只能分段制造，再到现场拼焊、精加工。精度要求极高——12米直径的不平度不能超过1.5毫米。

三年间，20多位哈工大专家带领百余人团队驻扎在稻田旁的民房里，两个春节未能回家。

1998年，KM6仅一次抽真空就获得试验成功，保障了1999年神舟一号顺利升空。那一刻，所有付出都化为激动的泪水。

哈工大材料科学与工程学院退休教师 王若维：那时候咱们国家工业技术条件跟现在没法比，所以这些人都拧成一股绳，憋着一股劲儿，为了我们中国航天的发展，一定要做好自己的每一件事。

（总台央视记者 帅俊全 李晶晶 苗毅萌）