地球上也能建空间站吗?“地面空间站”和真实的宇宙空间有哪些区别?位于黑龙江哈尔滨新区的空间环境地面模拟装置,为这些疑问提供了科学答案。
从支撑载人航天、深空探测等国家重大战略任务,到服务医疗健康、农业育种、新材料、新能源等前沿领域研究,“地面空间站”应用广泛、前景广阔。让我们一同走进这座大国重器,于一方天地,探宇宙奥秘。 在黑龙江哈尔滨新区的科技创新城,有一片“洁白”分量颇重。这处占地近50个足球场的白色建筑群,是我国航天领域国家重大科技基础设施——空间环境地面模拟装置,它还有一个别称:“地面空间站”。 该装置由哈尔滨工业大学与中国航天科技集团联合建设,历时近20年攻关,2024年通过国家验收。它能将真空、辐照、弱磁、等离子体等九大类宇宙极端环境“搬”来地球,为国家多项重大航天任务工程提供不可或缺的地面验证。 装置
地球磁场无处不在,而外太空的磁场强度仅为地球的约百万分之一。为了模拟这种极端环境,科研团队用7层特种电磁屏蔽材料层层包裹,建造了一个“磁屏蔽泡泡”。这里的静态磁场被稳定抑制在极低水平,实现了接近绝对零磁的空间环境。 除空间磁环境科学装置之外,综合环境模拟分系统、离子加速器分系统都是其中的重要组成部分。
综合环境模拟分系统设置有系统级综合辐照试验舱、月尘舱、火星尘舱、高速粉尘舱等巨型金属装置,可模拟真空、高低温、带电粒子辐射、电磁辐照、空间中性气体、固体颗粒物等六大类太阳系典型空间综合或极端环境与效应。离子加速器分系统可提供宽能量范围的电子、质子和重离子束流,该分系统建设有多条实验束线,可开展辐射场模拟、元素分析、辐照育种、器件辐照效应、细胞辐照效应、核物理、核探测器校准等研究。
微观机理分析、空间生命科学、数值仿真与中央监控……“地面空间站”能够开展不同类别的科学研究:能模拟速度为70公里/秒的太空粉尘撞击,为航天器打造“铠甲”;能在巨大的真空舱内,克服每平方米近10吨的大气压力差,将关键设备的位置精度控制在毫米级以内;还能构建带电月尘环境,测试登月服材料的性能。 从论证到验收,团队突破了多源辐照等效模拟、粉尘极端环境模拟等15项关键技术,让装置成为多学科交叉创新的平台,已推动2000余款航天元器件研制,支撑10余个重大航天型号的考核鉴定工作。 应用
’太空中的能量爆发节点,让我们观察到前所未有的细节。这些是传统的小型实验装置、单一的卫星观测难以完整揭示的新现象。”陆全明说。
未来,这座连接大地与星空的桥梁,将继续为载人登月、火星采样、太阳系边际探测等提供坚实的地面支撑。这座“地面空间站”,不仅是中国的大国重器,也是人类探秘宇宙的前哨。
