你知道被譽為“地面空間站”的空間環(huán)境地面模擬裝置嗎？在黑龍江哈爾濱，有一片面積接近50個足球場大小的區(qū)域，這里是我國航天領(lǐng)域首個大科學(xué)裝置——“空間環(huán)境地面模擬裝置”所在地。它由哈爾濱工業(yè)大學(xué)與中國航天科技集團聯(lián)合建設(shè)，歷時19年，于2024年通過國家驗收。

總體技術(shù)指標(biāo)達到國際先進水平，部分關(guān)鍵技術(shù)全球領(lǐng)先。作為一個面向全球開放的科研共享平臺，截至目前，“空間環(huán)境地面模擬裝置”已累計為國內(nèi)外科研團隊提供超過6萬小時的實驗服務(wù)。

該裝置能夠綜合模擬真空、輻照、弱磁等九大類空間環(huán)境因素，揭示其對材料、器件、系統(tǒng)及生命體的影響規(guī)律，為航天器的高可靠與長壽命運行、航天員長期太空駐留等提供關(guān)鍵研究支撐。

“地面空間站”：鑄就叩問蒼穹的“金鑰匙”

過去，一些航天實驗和試驗只能“靠天吃飯”，等待宇宙射線的偶然到訪。如今，憑借這個全球規(guī)模最大、模擬因素最多、功能最全的空間環(huán)境效應(yīng)研究平臺，我國科學(xué)家就可以將極端宇宙環(huán)境“搬”回地球，鑄就一把自主叩問蒼穹的“金鑰匙”。

走進這座獨特的零磁空間實驗室，科研人員正利用腦磁信號和雞蛋受精卵、“植物小白鼠”擬南芥等生物樣本，系統(tǒng)探索近零磁場對生命活動的影響規(guī)律。借助七層電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，這里成功模擬出比外太空還微弱50萬倍的極端磁場環(huán)境，展現(xiàn)出國際領(lǐng)先的“中國精度”。

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：我們設(shè)計的時候給施工單位的技術(shù)指標(biāo)是0.2納特（磁場強度單位），但我們自己心里邊要達到的指標(biāo)就是0.02納特，給自己增加一個10倍的難度。你一定得有追求，做一個零磁裝置，為什么不做到世界第一。

正是科研團隊自我加壓的極致追求，他們才在這里真正實現(xiàn)了對宇宙極端環(huán)境的“實驗自由”。

這個直徑5米、有著三層樓高的銀色大家伙，被科學(xué)家親切地叫作“巨型微波爐”，它是我國自主研制的大型真空模擬艙，在全球首次精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)了三維地球磁層的等離子體環(huán)境。平時溫和的星云、極光等等離子體，在遇到太陽風(fēng)暴的時候，會變成億萬發(fā)“太空子彈”，嚴重威脅航天安全。如今，我國科學(xué)家已能在地面“再造”太陽風(fēng)暴，揭開宇宙狂暴的奧秘。

李立毅院長介紹，在空間實際來做這個實驗，可能要用幾百顆衛(wèi)星，同時安排在不同的位置測到不同的數(shù)據(jù)。而實驗裝置能方便科學(xué)家們從整體上把握太陽活動對地球空間環(huán)境的影響，讓我國建立起自主的空間環(huán)境模型。

這條20米長的高速粉塵加速器，就像一枚“超級電磁炮”，它能把比發(fā)絲還細的太空粉塵加速到每秒70公里，相當(dāng)于在15秒內(nèi)從北京穿越到上海。這些太空粉塵看似渺小，卻是航天器的隱形殺手。我國科學(xué)家在這里模擬億萬次撞擊，只為給衛(wèi)星和空間站披上最堅韌的“太空鎧甲”。

“地面空間站”：將浩瀚星空“壓縮”于一方天地

從接近絕對零度的超低溫、宇宙級真空，到強電磁輻射……這座“地面空間站”將浩瀚星空“壓縮”于一方天地。建設(shè)中，團隊突破了零磁場分析設(shè)計、多環(huán)境因素模擬實驗艙等15項關(guān)鍵核心技術(shù)。

2024年投入使用以來，該裝置已成功支撐中國空間站、嫦娥六號、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星等十余項國家系列重大航天工程任務(wù)，為中國載人登月工程提供從材料到組件的關(guān)鍵測試評價，并與國內(nèi)300多家單位合作，推動了2000多個國產(chǎn)宇航元器件的研發(fā)。

從稻田起步 鑄就航天基石

在哈工大的“地面空間站”里或許沒有驚天動地的瞬間，卻有無數(shù)個日夜的默默堅守，和一句“國家需要，我們就干”的堅定信念。

這個精致的模型，還原的是20世紀(jì)90年代亞洲最大、技術(shù)最復(fù)雜的空間環(huán)境模擬器之一：空間環(huán)境模擬器6號，簡稱KM6，由老一代哈工大人主導(dǎo)研制。

如果說今天的“地面空間站”是航天前沿的“實驗室+孵化器”，那么KM6就是它的奠基者與開拓者，是中國載人航天與探月工程背后不可或缺的“地面驗證基石”。

在哈工大航天館，“老專家志愿講解團”團長王若維正為觀眾講述從KM6、KM8到地面空間站的演進之路。當(dāng)年，中國決定走飛船路線發(fā)展載人航天，而飛船必須通過嚴格的空間環(huán)境測試才能上天。KM6，正是模擬高真空、超低溫、太陽輻射三大太空環(huán)境的關(guān)鍵裝備。

哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院退休教師 王若維：這個項目像“啃硬骨頭”，國外有好多技術(shù)也對咱們封鎖，我們國家在這之前也從來沒做過這么大的空間環(huán)境模擬器。

1994年底，王若維和團隊來到北京唐家?guī)X的KM6建設(shè)現(xiàn)場，眼前是一片2000畝的稻田，連一條像樣的路都沒有。他們從修路開始，搭建指揮部，王若維擔(dān)任現(xiàn)場指揮。

項目啟動之初，國內(nèi)連合格的鋼材都難以生產(chǎn)，購買進口鋼材時發(fā)現(xiàn)，原料竟是中國太鋼的鋼坯——國外買走我們的原料，加工后再高價賣回。于是，他們下定決心：回國自己煉！

從煉鋼、軋制到焊接，團隊全部自主完成。直徑12米的密封法蘭，因運輸困難，只能分段制造，再到現(xiàn)場拼焊、精加工。精度要求極高——12米直徑的不平度不能超過1.5毫米。

三年間，20多位哈工大專家?guī)ьI(lǐng)百余人團隊駐扎在稻田旁的民房里，兩個春節(jié)未能回家。

1998年，KM6僅一次抽真空就獲得試驗成功，保障了1999年神舟一號順利升空。那一刻，所有付出都化為激動的淚水。

哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院退休教師 王若維：那時候咱們國家工業(yè)技術(shù)條件跟現(xiàn)在沒法比，所以這些人都擰成一股繩，憋著一股勁兒，為了我們中國航天的發(fā)展，一定要做好自己的每一件事。