*本文爲《半月談》2024年第6期內容
重大儀器設備無法搬上太空怎麽辦？能不能在地球上建一個模擬真實宇宙空間的科研平台？
2月27日，哈爾濱工業大學聯合中國航天科技集團建設的“空間環境地面模擬裝置”正式通過驗收，這些問題都找到新的答案。這座被譽爲“地面空間站”的大科學裝置，承載著航天科研人員爲國家需要而奮鬥的決心，有望帶領人類探索更多太空奧秘。
* 在地面造“太空”
在距離地球400多公裏的軌道上，中國空間站遨遊蒼穹。不過，很多人想不到，在祖國東北的黑土地上，也有一座“空間站”。
這座正式稱呼叫作“空間環境地面模擬裝置”的龐然大物，位于哈爾濱新區科技創新城的園區中，是4棟實驗樓的結合體。園區由哈爾濱工業大學負責建設，目的非常明確——讓很多本來需要上太空才能進行的實驗，在地面也可完成。
哈爾濱工業大學空間環境與物質科學研究院院長、該裝置常務副總設計師李立毅介紹，“地面空間站”由空間綜合環境模擬、空間磁環境模擬、空間等離子體環境模擬等8大系統構成，可以模擬真空、高低溫、粒子輻照、電磁輻射、磁場、中性氣體、等離子體、碎片粉塵、微重力等9大類空間環境因素。
空間環境地面模擬裝置中的火星塵艙
月塵艙、火星塵艙、高速粉塵艙、系統級綜合輻照試驗艙……走進空間綜合環境實驗樓，如同步入科幻小說中的星際賽博世界，航天員們可以在這裏體驗和適應月球、火星等星球的表面環境。
空間等離子體科學實驗樓則由兩具直徑5米、相當于三層樓高的大型真空模擬艙占據“C位”。哈爾濱工業大學空間等離子體物理研究室副研究員金成剛說，這個實驗裝置相當于把地球與太陽間的地球磁場裝到一個真空罐裏，可以模擬研究距地表20公裏到太陽之間的近地和臨近空間環境，並且已在國際上首次實現三維地球磁層空間等離子體環境模擬。
“依托在軌運行的空間站和地面空間站，可以構建起天地一體化的空間環境與物質作用研究體系，爲航天發展和空間探索提供保障。”哈爾濱工業大學空間環境與物質科學研究院副院長闫繼宏說。
* 用120%的努力創造奇迹
哈爾濱工業大學素有“中國航天第一校”的美譽，很多教師的科研項目都與航天有著千絲萬縷的聯系。早在2005年，哈爾濱工業大學就著手與中國航天科技集團組建團隊，籌建空間環境與物質相互作用基礎科學問題的研究平台。
“空間環境導致航天故障頻發，成爲制約航天器長壽命和高可靠運行的關鍵所在。”李立毅回憶說，科技攻關就是要奔著問題去，要優先解決最緊迫的難題。
2015年9月，“空間環境地面模擬裝置”正式獲批，成爲“十二五”啓動建設的國家重大科技基礎設施之一。
技術難度大、周期長、風險高，都是設施建設者要闖過的關卡，但最大的困難是幾乎沒有經驗可以借鑒。“從零起步，要投入120%的精力。”從2011年開始投身裝置論證與建設的粒子加速器技術研究室主任劉劍利如是形容。
爲了讓實驗數據更准一點，科研人員長期堅持在淩晨做實驗，因爲那時電網功率最低、影響最小；趕上設備進場，即使是暴雪天，團隊成員也甘願冒著零下30多攝氏度的低溫徒手搬運；爲了測出最理想的指標，學校師生連續一個月，每天花上五六個小時“隔絕”在近零磁環境中反複驗證……在空間磁環境模擬與研究系統主任設計師潘東華看來，從“初生牛犢不怕虎”挑戰技術極限，到“把天方夜譚變成現實”，凝結著每個人的智慧與心血。
空間環境地面模擬裝置中的近地空間等離子體環境模擬系統
正如哈爾濱工業大學黨委書記熊四皓所言，“規格嚴格，功夫到家”八字校訓精神，既是老一輩哈工大“八百壯士”奮鬥曆程的縮影，也是新時代哈工大人在國家交與的重大任務面前不改的初心。
* 磁場效應源源釋放
不僅爲我國航天器在軌安全服役、宇航員長期太空駐留提供研究平台，更持續聚焦航天領域重大基礎性科學問題；不僅助力我國載人航天工程建設，更著眼推進深空探測和商業航天發展……“地面空間站”如同一個強大磁場，彙聚著一大批高水平科研成果。
據統計，在建設過程中，項目團隊堅持自主創新，實現一系列關鍵技術突破，承擔科研項目200余項，發表學術論文近400篇，授權發明專利200余項。“地面空間站”各系統已全部投入試運行和開放共享，有力支撐我國多款宇航電子元器件研發和一系列國家重大航天任務。
據了解，包括中國航天科技集團、中國衛星網絡集團、中國航天員訓練中心、北京大學、南京大學、美國普林斯頓大學、亞太空間合作組織等在內，30多個國家和地區的110余家機構已與裝置簽署用戶協議。
多位專家表示，未來，“地面空間站”以其優秀的綜合科研能力，不僅有望成爲航天科技“助推器”，在電子信息、人工智能、新材料、生物醫學等新興産業亦可大有作爲。
---[半月談記者：楊思琪 / 編輯：範鍾秀*責編：秦黛新 / 校對：張子晴/來源: 半月談]
