据科技日报报道：2月27日，由哈尔滨工业大学、中国航天科技集团联合建设的空间环境地面模拟装置，在哈尔滨通过验收。国家验收委员会认为，该项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，同意项目通过国家验收。
早在2023年4月，空间环境地面模拟装置主体建设已经完成，联合调试试运行工作也同步开展。部分装置逐步对外开放，为用户提供科研服务。
空间环境地面模拟装置的建成，为构建形成我国地面物理模拟、在轨实验验证和数值模拟仿真三位一体的天地一体化空间环境与物质作用研究体系提供了核心平台，为揭示空间环境下物质结构演化规律和耦合效应的物理本质、服务我国航天器在轨可靠服役等国家重大空间活动以及经济社会高质量发展的战略需求提供了技术手段和条件支撑，将有力促进我国空间科学与技术领域原始创新水平的提升。
▲ 空间环境地面模拟装置建设园区
图片来源：哈工大空间环境与物质科学研究院
空间环境地面模拟装置是国家“十二五”重大科技基础设施，旨在聚焦航天领域重大基础性科学技术问题，构建我国首个空间综合环境与航天器、生命体和等离子体作用科学领域的大型研究基地，形成国际领先水平的空间环境耦合效应试验研究平台。
其主要建设包括空间综合环境模拟与研究系统、空间磁环境模拟与研究系统、空间等离子体环境模拟与研究系统、数值仿真与中央监控系统、建安工程与配套公用设施等内容。
▲ 图片来源：哈工大空间环境与物质科学研究院
“由哈尔滨工业大学联合有限公司中国航天科技集团承建的空间环境地面模拟装置，就是要在地球上建设一个与真实宇宙空间环境相似的'地面空间站’，相当于把空间站'搬’到地球上。未来，许多需要抵达太空才能进行的实验，在这里就可以完成。届时，科学家们开展空间实验将不再'难于登天’。航天员们还可以在这里体验和适应月球、火星等星球的表面环境。”——哈尔滨工业大学空间环境地面模拟装置常务副总指挥、常务副总师、空间环境与物质科学研究院院长李立毅
▲“地面空间站”的300MeV质子重离子加速器
300MeV质子重离子加速器是空间环境地面模拟装置的核心组成部分，由中国科学院近代物理研究所负责设计建造，于2022年1月建成出束。该加速器是国内首台同时提供质子与重离子束的空间环境地面模拟专用装置，其成功调试为空间环境地面模拟装置项目奠定了坚实基础，同时为我国航天领域基础研究发展提供了重要支撑。
空间环境地面模拟装置通过模拟真空、辐照、弱磁、等离子体等9大类空间因素，在地面构建了综合环境因素多，具有原位/半原位动态测量分析能力，可实现材料、器件、系统及生命科学领域多尺度、跨尺度环境效应研究的综合性研究装置。
因为实验舱需要模拟太空环境，真空条件必不可少，所以几乎每一个装置都需要真空系统的支持。另外，许多大型仪器的运行也需要真空，比如在上文提到的300MeV质子重离子加速器中，真空系统的主要功能是提供良好的真空环境，保证束流有足够寿命和稳定性，同时有效分散高能粒子弯转时产生的同步辐射光功率。
▲“地面空间站”综合环境模拟系统的“系统级综合辐照试验舱”（科技日报记者 李丽云摄）
▲“地面空间站”综合环境模拟系统的“月尘舱”（科技日报记者 李丽云摄）
▲“地面空间站”综合环境模拟系统的“火星尘舱”（科技日报记者 李丽云摄）
▲“地面空间站”的空间等离子体环境模拟与研究系统（科技日报记者 李丽云摄）
※ 以上实验舱都需要在真空环境下运行，真空室是基本组成部分。
空间环境地面模拟装置既是国之重器，也是科研利器。装置建设的溢出效应非常明显，围绕空间环境模拟的许多关键技术在建设需求牵引下得到突破。据悉，国内外的科学家们已经迫不及待地想要在这里开展科学实验。目前，已有众多家高校和科研院所与该装置签署了用户协议。
▲“地面空间站”的多因素耦合生命科学研究终端（科技日报记者 李丽云摄）
空间环境地面模拟装置可为研究空间环境与材料、器件及生命体的相互作用等提供重要支撑，对于保障人类太空探索活动的顺利开展、突破地面单因素模拟的局限、全面了解空间环境综合因素对物质的作用和影响等具有重要意义。
未来，空间环境地面模拟装置将在脑科学、生命健康、高端仪器研发等方面发挥重要作用。
联系客服
