地球上也能建空間站嗎？“地面空間站”和真實的宇宙空間有哪些區(qū)別？位于黑龍江哈爾濱新區(qū)的空間環(huán)境地面模擬裝置，為這些疑問提供了科學答案。
從支撐載人航天、深空探測等國家重大戰(zhàn)略任務，到服務醫(yī)療健康、農(nóng)業(yè)育種、新材料、新能源等前沿領域研究，“地面空間站”應用廣泛、前景廣闊。讓我們一同走進這座大國重器，于一方天地，探宇宙奧秘。
——編 者
在黑龍江哈爾濱新區(qū)的科技創(chuàng)新城，有一片“潔白”分量頗重。這處占地近50個足球場的白色建筑群，是我國航天領域國家重大科技基礎設施——空間環(huán)境地面模擬裝置，它還有一個別稱：“地面空間站”。
該裝置由哈爾濱工業(yè)大學與中國航天科技集團聯(lián)合建設，歷時近20年攻關，2024年通過國家驗收。它能將真空、輻照、弱磁、等離子體等九大類宇宙極端環(huán)境“搬”來地球，為國家多項重大航天任務工程提供不可或缺的地面驗證。
裝 置
盡可能模擬真實宇宙空間
“國際上通用的地面模擬裝置大都基于單一因素，然而外太空的真實環(huán)境往往是各種因素的耦合?！弊哌M裝置內(nèi)部，哈爾濱工業(yè)大學空間環(huán)境與物質(zhì)科學研究院院長李立毅介紹，“‘地面空間站’的建設目的，就是盡可能模擬宇宙空間的真實環(huán)境?！?/p>
裝置建設的關鍵突破，在于實現(xiàn)“多因素耦合”這一科學設想。它不再是多個單一環(huán)境實驗室的簡單集合，而是能在同一物理空間內(nèi)，復現(xiàn)輻射與超低溫、多種輻射之間等復雜耦合的真實宇宙空間。
往里走，有一座高約15米、形似“套娃”的建筑，這就是空間磁環(huán)境科學裝置。
地球磁場無處不在，而外太空的磁場強度僅為地球的約百萬分之一。為了模擬這種極端環(huán)境，科研團隊用7層特種電磁屏蔽材料層層包裹，建造了一個“磁屏蔽泡泡”。這里的靜態(tài)磁場被穩(wěn)定抑制在極低水平，實現(xiàn)了接近絕對零磁的空間環(huán)境。
除空間磁環(huán)境科學裝置之外，綜合環(huán)境模擬分系統(tǒng)、離子加速器分系統(tǒng)都是其中的重要組成部分。
綜合環(huán)境模擬分系統(tǒng)設置有系統(tǒng)級綜合輻照試驗艙、月塵艙、火星塵艙、高速粉塵艙等巨型金屬裝置，可模擬真空、高低溫、帶電粒子輻射、電磁輻照、空間中性氣體、固體顆粒物等六大類太陽系典型空間綜合或極端環(huán)境與效應。離子加速器分系統(tǒng)可提供寬能量范圍的電子、質(zhì)子和重離子束流，該分系統(tǒng)建設有多條實驗束線，可開展輻射場模擬、元素分析、輻照育種、器件輻照效應、細胞輻照效應、核物理、核探測器校準等研究。
微觀機理分析、空間生命科學、數(shù)值仿真與中央監(jiān)控……“地面空間站”能夠開展不同類別的科學研究：能模擬速度為70公里/秒的太空粉塵撞擊，為航天器打造“鎧甲”；能在巨大的真空艙內(nèi)，克服每平方米近10噸的大氣壓力差，將關鍵設備的位置精度控制在毫米級以內(nèi)；還能構(gòu)建帶電月塵環(huán)境，測試登月服材料的性能。
從論證到驗收，團隊突破了多源輻照等效模擬、粉塵極端環(huán)境模擬等15項關鍵技術，讓裝置成為多學科交叉創(chuàng)新的平臺，已推動2000余款航天元器件研制，支撐10余個重大航天型號的考核鑒定工作。
應 用
服務重大戰(zhàn)略任務與前沿探索
裝置的價值在于應用。自投入運行以來，“地面空間站”憑借強大的模擬能力，吸引了眾多國內(nèi)外科學家，服務科技前沿探索。
“以前，我們只能通過幾十厘米的小裝置進行驗證，而這里的裝置尺寸大幾十倍，我們能研究更復雜的物理過程。”2025年3月，中國科學技術大學陸全明教授團隊與哈爾濱工業(yè)大學合作，首次在實驗室實現(xiàn)了地球磁層頂位形磁場重聯(lián)過程的地面模擬和確認。
“在可控實驗室里能‘再造’太空中的能量爆發(fā)節(jié)點，讓我們觀察到前所未有的細節(jié)。這些是傳統(tǒng)的小型實驗裝置、單一的衛(wèi)星觀測難以完整揭示的新現(xiàn)象?！标懭髡f。
華中科技大學王順教授團隊利用“地面空間站”零磁環(huán)境，對“天琴計劃”關鍵部件進行了高精度磁性測量，實現(xiàn)了對極弱磁信號的直接觀測，使得我國在極弱磁測量技術上取得重要進展。
“‘地面空間站’顯著降低了載荷研制風險與成本，縮短了驗證周期，支撐了航天技術快速迭代?！闭劶把b置帶來的變化，王順認為這類大科學裝置不僅提供了自主可控的地面驗證平臺，更使我國在前沿研究中搶占先機，加速技術向工程的跨越。
近年來，隨著商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，裝置也變得更加繁忙。
“2023年，商業(yè)航天試驗任務只占總?cè)蝿盏?6%；2025年下半年，這一比例已經(jīng)提高到了67%?！崩盍⒁憬榻B，通過提高加速器的束流能量，并減少抽真空和轉(zhuǎn)接線的環(huán)節(jié)，裝置的試驗速度提升到每小時6個器件，支撐我國多個星座大部分衛(wèi)星電子系統(tǒng)的地面考核與驗證，推動我國低軌星座的快速布局。
“地面空間站”不僅面向國內(nèi)，也積極對接國際同行，實現(xiàn)聯(lián)合攻關、數(shù)據(jù)互通、人才聯(lián)合培養(yǎng)等深度合作。例如，通過亞太空間合作組織正式發(fā)布“全球開放計劃”，“地面空間站”已與8個國家、15家科研機構(gòu)在多個重點領域推進高水平科研協(xié)同，用技術交流搭建跨國合作橋梁。
自驗收以來，圍繞載人航天、商業(yè)航天、深空探測、醫(yī)療健康、農(nóng)業(yè)育種、新材料、新能源等重大戰(zhàn)略任務與前沿科學探索，“地面空間站”累計服務中國航天科技集團等200余家用戶單位、400余個用戶團隊，對外服務超6萬小時。
升 級
成為人類探秘宇宙的前哨
這座“地面空間站”，一直眺望著浩瀚的星辰大海。“接下來，‘地面空間站’建設將向更精、更廣、更深推進?！崩盍⒁阏f。
在技術性能的精進化升級方面，“地面空間站”立足國家重大科技需求和戰(zhàn)略考量，聚焦航天、芯片、新材料等領域的需求，持續(xù)突破更高精度的環(huán)境模擬技術。例如，優(yōu)化質(zhì)子微束的能量控制精度，提升設備運行的穩(wěn)定性和試驗數(shù)據(jù)的準確性，為解決“卡脖子”技術問題提供支撐。
在服務領域的廣度化拓展方面，“地面空間站”針對月球、火星等深空環(huán)境的模擬需求，開發(fā)專屬試驗模塊；結(jié)合醫(yī)療領域的輻照治療研究，拓展生物輻照模擬功能。裝置將重點向深空探測、量子科技、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)延伸，持續(xù)擴大服務半徑。
在合作層次的深度化推進方面，“地面空間站”在深空探測相關的材料抗輻照、航天器可靠性驗證等領域，能持續(xù)為各國科研團隊提供獨有的試驗條件?！拔覀儗⒔柚撗b置，加速推進‘全球開放計劃’實施，共同發(fā)起國際大科學計劃，聯(lián)合全球相關領域的頂尖大學和科研機構(gòu)、頂尖科學家，開展前沿探索?！崩盍⒁阏f。
未來，這座連接大地與星空的橋梁，將繼續(xù)為載人登月、火星采樣、太陽系邊際探測等提供堅實的地面支撐。這座“地面空間站”，不僅是中國的大國重器，也是人類探秘宇宙的前哨。（方圓）
《 人民日報 》（ 2026年03月09日 14 版）
（責任編輯：蔡文斌）
晉公網(wǎng)安備 14090202000008號 
