探訪“地面空間站”！空間環境地面模擬裝置投入試運行

中國空間站依託艙內外的實驗設備，可以開展兩百多項空間科學試驗和實驗。在我國的黑龍江，由哈爾濱工業大學牽頭建設，一個可以綜合模擬多類空間環境因素、具有國際領先水平的“地面空間站”——空間環境地面模擬裝置已經投入試運行，預計今年年底將完成驗收。裏面究竟有什麼？來看記者的探訪。

月亮我們抬頭就能望見，但是想要登上月球卻不是那麼容易的。記者來到地面空間站，替大家提前觸摸一下月球表面的月塵。地面空間站月球表面環境模擬艙，簡稱也叫月塵艙。月塵艙是怎麼工作的呢？

月塵艙：模擬月球表面環境爲載人登月做準備

哈工大空間環境與物質科學研究院院長李立毅：月塵艙裏面一個大的真空倉，左邊位置外邊連接了一個電子槍，它是爲了產生電子束，使月塵帶上負電，正面蜂窩狀的就是36盞氘燈，它用於產生紫外線，使月塵帶上比較低的電壓的正電。上邊是一個振動篩，它主要目的是爲了模擬月球表面粉塵的揚塵現象。月表環境綜合模擬艙，它的目的就是模擬多種環境，更接近真實的月球表面環境的狀態，來研究月塵在這種環境下的形成機制，以及它對航天器和航天服、航天員的影響，爲我們將來的載人登月做好充分的準備。

綜合輻射環境模擬實驗艙：研究衛星及其零部件空間環境效應規律

另外一個綜合輻射環境模擬實驗艙，它的模擬的空間環境因素會更多。這個環境模擬艙內部的直徑是5米，全高是12米，內部的實驗空間是6.35米。

哈工大空間環境與物質科學研究院院長李立毅：這個環境實驗艙，我們的工作人員正在準備做設備的聯合調試的工作。在這個實驗艙內，我們就可以模擬空間6大類環境因素，這也是世界上綜合的這些性能指標和實際的空間環境最接近的一套模擬實驗裝置，利用模擬的實驗裝置可以對衛星的零部件，還有各類航天器的材料器件，進行空間環境效應規律的研究和探索它的物理本質。

李晶晶：剛纔只是展示了大科學裝置的其中兩個“寶貝”，更多的“寶貝”它們一起作用，來模擬9大類的空間綜合環境，讓空間實驗不再“難於上天”。

“大塊頭”有大智慧爲航天強國提供堅強支撐

剛剛記者介紹的這兩個“寶貝”，只是“地面空間站”大科學裝置的一部分，在這個有50個足球場大小的園區內，還有不少身懷絕技、有着大智慧的龐然大物。

在空間等離子體科學實驗樓，兩個相當於3層樓高、直徑爲5米的大型真空模擬艙傲然挺立。它們將距離地表20公里以外的環境，“搬”進了艙內，在國際上首次實現三維地球磁層空間等離子體環境模擬。專家介紹，宇宙中到處分佈着等離子體，太陽、星雲、極光等都是等離子體。通常情況下，等離子體是比較溫和的，但當發生太陽風暴時，它會“變身”高能、高速粒子，被拋向外天空，就像一個失控的子彈，對運行中的航天器，產生巨大的威脅。通過近十年研發，哈工大空間等離子體研究團隊憑藉關鍵技術，在地面上模擬出太陽風暴產生的過程。

哈工大空間環境地面模擬裝置空間等離子體物理研究室主任金成剛：它的難點就是主要在於在瞬間產生、釋放一個大的能量（產生等離子體）。這樣的話我們可以對整個空間等離子體的分佈、它的演化進行一個更精確的、多點的測量，最終目的建立空間等離子的預報模型，爲航天器的在軌運行提供保障。

在空間磁環境科學實驗樓，這個由七層電磁屏蔽材料構成的像“套娃”一樣的結構，叫做空間磁環境模擬與研究系統。外太空磁場極其微弱，地球磁場是外太空磁場的近50萬倍。而在“套娃”結構內部，哈工大空間環境與物質科學研究院團隊通過技術實現了接近零磁的空間環境，在世界上達到國際領先水平。

哈工大空間環境地面模擬裝置副研究員孫芝茵：你看這是最關鍵的內層磁屏蔽，這是它的退磁電纜，當門關閉以後，我們通過控制退磁電纜裏面的電流，可以降低內部空間的磁場。這是我們經過五年研發後所獲得的最關鍵的核心技術。

零磁空間環境，爲航天器發射前需要做的磁特性測試提供了地面實驗條件。這一系統還能以極高的靈敏度，捕捉很多在地磁環境下無法測量的微弱磁場信號。此外，它在生物電磁信息研究領域也有很多應用研究，能更精準地捕捉到腦磁和心磁的信號，進行腦科學等的研究與分析。

作爲我國航天領域首個國家重大科技基礎設施，哈工大空間環境地面模擬裝置可以綜合模擬九大類空間環境因素，創造真空、高低溫、零磁、微重力等地球上沒有的空間或星球表面環境。未來，保障航天員在艙外工作時的生命安全、提升航天器的使用壽命等許多需要抵達太空才能進行的實驗，在這裏就可以完成。目前，已有國內外110餘家高校和科研院所與哈工大空間環境地面模擬裝置簽署了用戶協議，未來將有可能進入“地面空間站”開展科學實驗。