在距離地球400多公里的軌道上,，中國空間站遨游蒼穹,，成為我國航天事業(yè)的重要里程碑之一。

遙望祖國東北角,，一座被稱為“地面空間站”的空間環(huán)境地面模擬裝置前不久正式建設(shè)完成,，進入試運行階段,，諸多指標(biāo)達到世界領(lǐng)先水平。

作為我國航天領(lǐng)域首個大科學(xué)裝置,，“地面空間站”是國際上首個綜合環(huán)境因素最多,、可實現(xiàn)多尺度和跨尺度環(huán)境效應(yīng)研究的綜合性研究裝置，將為我國航天事業(yè)發(fā)展及人類太空探索貢獻智慧和力量,。

圓夢：把“空間站”建到地球上

空間環(huán)境嚴(yán)苛復(fù)雜,，不僅航天器的可靠性受到考驗，航天員的健康安全也面臨挑戰(zhàn),。如何增強宇宙探索能力,，是亟待解決的難題,。

“要想飛得更遠(yuǎn)、駐得更久,、探得更細(xì),，就要更加了解空間環(huán)境。”空間環(huán)境地面模擬裝置常務(wù)副總指揮,、哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院院長李立毅說,，“地面空間站”就是要在地球上建設(shè)一個與真實宇宙空間環(huán)境相似的基礎(chǔ)科學(xué)研究平臺，相當(dāng)于把“空間站”建到地球上,。

“地面空間站”位于黑龍江省哈爾濱新區(qū)科技創(chuàng)新城,，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)聯(lián)合中國航天科技集團承建。在建設(shè)園區(qū),，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(xué)實驗樓,、空間磁環(huán)境科學(xué)實驗樓和動物培養(yǎng)室,。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境地面模擬裝置科研人員進行空間生命科學(xué)分系統(tǒng)調(diào)試(4月6日攝)。新華社記者 王松 攝

按照設(shè)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(shè)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(xué)問題和工程需要，設(shè)置特定的環(huán)境因素,，不受時空限制進行多次重復(fù)驗證,，從而打造更加安全便捷的實驗條件和科研手段。

隨著圓形拱門緩緩移動,，月塵艙映入眼簾,，這便是“模擬月球”實驗艙,。在一人多高的空間里，一米見方的平臺閃著銀光,，懸置于頂部的探照燈和射線源造型各異,。

團隊成員孫承月說，月塵艙攻克了多源輻照充電裝備集成,、微小粉塵均勻淋撒,、強靜電環(huán)境光學(xué)原位在線檢測等多項關(guān)鍵技術(shù)，將為我國探月工程,、月球基地建設(shè)和載人航天等重大航天工程提供科研平臺,。

這是哈爾濱工業(yè)大學(xué)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

“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。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院副院長閆繼宏說,，這是科學(xué)家夢寐以求的,。

攻堅：把“冷板凳”坐熱

談起“地面空間站”的緣起，李立毅說,，空間環(huán)境導(dǎo)致航天故障頻發(fā),，成為制約航天器長壽命和高可靠運行的關(guān)鍵所在。

早在2005年,，哈爾濱工業(yè)大學(xué)開始聯(lián)合中國航天科技集團組建團隊,，就空間環(huán)境與物質(zhì)相互作用基礎(chǔ)科學(xué)問題的研究平臺條件展開調(diào)研和分析。

“科技攻關(guān)就是要奔著最緊迫的問題去,。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院副院長鄂鵬說,，大科學(xué)裝置建設(shè)對諸多基礎(chǔ)前沿研究、戰(zhàn)略高技術(shù)研究起著重要支撐作用,。

這是哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境地面模擬裝置粒子加速系統(tǒng)(4月6日攝),。新華社記者 王松 攝

經(jīng)過相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家和有關(guān)部門的反復(fù)論證、審慎決策,，2015年9月,，“空間環(huán)境地面模擬裝置”立項獲批;

2017年1月，其可行性研究獲批,，同年7月,，裝置初步設(shè)計獲批，年底開工建設(shè);

2019年9月,，哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院成立,，團隊從籌建之初的幾個人增加到百余人，覆蓋物理,、材料,、機電,、電氣、化工,、航天,、生命等多個學(xué)科;

2023年2月，哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境與物質(zhì)作用前沿科學(xué)中心獲批立項建設(shè)……

不同于其他科研項目和基礎(chǔ)設(shè)施,，大科學(xué)裝置既是一個科學(xué)項目,，又是一個工程項目，兼具科學(xué)研究與工程建設(shè)的雙重特性,，技術(shù)難度大,、周期長、風(fēng)險高,，可借鑒經(jīng)驗幾乎空白,。

作為“地面空間站”的重要組成部分，零磁空間環(huán)境的目標(biāo)是構(gòu)建一個屏蔽外界環(huán)境磁場干擾的近零磁空間,。在導(dǎo)師帶領(lǐng)下,，“90后”團隊成員孫芝茵讀博時，創(chuàng)新提出“套娃”式磁屏蔽設(shè)計方案,。

　　哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境地面模擬裝置科研人員展示空間磁環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)(4月6日攝),。新華社記者 王松 攝

“地面空間站”離子加速器系統(tǒng)主任設(shè)計師劉劍利回憶說，由于大量設(shè)備沒有成熟產(chǎn)品,，團隊需要從零起步,。設(shè)計、加工,、安裝,、調(diào)試運行、數(shù)據(jù)分析……每一個環(huán)節(jié)都要拿出“120%的精力”投入,。

“作為科研‘國家隊’,，不能只考慮我會做什么、能做什么,，更要考慮該做什么,、要做什么”“摸著石頭過河，哪里有石頭就把哪里的石頭搬走”……團隊成員坦言,，大科學(xué)裝置通常需要三四百人的團隊，但“地面空間站”約百人就完成了,，周末假期不休息,、一天工作十幾個小時是常態(tài)，很多時候“一個人當(dāng)兩個人用”,。

“‘地面空間站’為什么能?關(guān)鍵要靠自主創(chuàng)新,，拿出了‘鋼牙啃硬骨頭’的勁頭,。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)校長、空間環(huán)境地面模擬裝置總師韓杰才說,，學(xué)校聯(lián)合多家協(xié)作單位不斷攻關(guān),，科研探索始終貫穿建設(shè)之中，實現(xiàn)同步推進,。

展望：拉開科技交流合作新篇章

夏日的哈爾濱,，草木蔥蘢。來自華中科技大學(xué)物理學(xué)院引力中心的“95后”博士研究生俞遠(yuǎn)陽坐在零磁裝置前,，仔細(xì)觀測電腦屏幕上的實驗數(shù)據(jù),。他將在這里進行為期一個月的引力波探測相關(guān)試驗。

“我們使用的關(guān)鍵部件磁性很弱,，在特定零磁環(huán)境下,，才能得到更精準(zhǔn)的測量結(jié)果。”俞遠(yuǎn)陽說,，“地面空間站”是國之重器,，更是科研利器，將助推一大批科研成果產(chǎn)出,。

眼下,，國內(nèi)外科學(xué)家競相申請進入“地面空間站”開展科學(xué)實驗。110余家機構(gòu)已簽署用戶協(xié)議,，覆蓋30多個國家和地區(qū),。

大科學(xué)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(xué)任教的第十個年頭,。2014年，她從清華大學(xué)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(xué)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(xué)裝置將成為搶占科技競爭制高點的一個新的策源地,。”從南方一所高校到哈爾濱工業(yè)大學(xué)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(xué)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(dāng)前,，“地面空間站”建設(shè)的溢出效應(yīng)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(xué),、生命健康,、高端儀器、輻照育種等方面發(fā)揮重要作用,。

這是哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境地面模擬裝置火星塵倉(4月6日攝),。新華社記者 王松 攝

業(yè)內(nèi)人士坦言，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革驅(qū)動下,，“地面空間站”有望解決航天產(chǎn)品一體化設(shè)計,、模塊化制造、空間環(huán)境適應(yīng)性等方面的瓶頸問題,，帶動衛(wèi)星制造,、電子信息、人工智能,、新材料,、生物醫(yī)學(xué)等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

創(chuàng)新無止境,，謀創(chuàng)新就是謀未來,。哈爾濱工業(yè)大學(xué)黨委書記熊四皓說，學(xué)校將努力把“地面空間站”打造成先進技術(shù)研究與工程應(yīng)用平臺,，為科技強國建設(shè),、探尋未知奧秘作出更大貢獻。

（原標(biāo)題：把“空間站”建在地球上——走進我國航天領(lǐng)域首個大科學(xué)裝置）

【責(zé)任編輯：陳顯璋】

【內(nèi)容審核：張美兒】