中國(guó)空間站依托艙內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以開展兩百多項(xiàng)空間科學(xué)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)。在我國(guó)的黑龍江，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)牽頭建設(shè)，一個(gè)可以綜合模擬多類空間環(huán)境因素、具有國(guó)際領(lǐng)先水平的“地面空間站”——空間環(huán)境地面模擬裝置已經(jīng)投入試運(yùn)行，預(yù)計(jì)今年年底將完成驗(yàn)收。里面究竟有什么？來看記者的探訪。
【資料圖】
在空間等離子體科學(xué)實(shí)驗(yàn)樓，兩個(gè)相當(dāng)于3層樓高、直徑為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(huán)境，“搬”進(jìn)了艙內(nèi)，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)三維地球磁層空間等離子體環(huán)境模擬。專家介紹，宇宙中到處分布著等離子體，太陽(yáng)、星云、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(dāng)發(fā)生太陽(yáng)風(fēng)暴時(shí)，它會(huì)“變身”高能、高速粒子，被拋向外天空，就像一個(gè)失控的子彈，對(duì)運(yùn)行中的航天器，產(chǎn)生巨大的威脅。通過近十年研發(fā)，哈工大空間等離子體研究團(tuán)隊(duì)?wèi){借關(guān)鍵技術(shù)，在地面上模擬出太陽(yáng)風(fēng)暴產(chǎn)生的過程。
哈工大空間環(huán)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(diǎn)就是主要在于在瞬間產(chǎn)生、釋放一個(gè)大的能量（產(chǎn)生等離子體）。這樣的話我們可以對(duì)整個(gè)空間等離子體的分布、它的演化進(jìn)行一個(gè)更精確的、多點(diǎn)的測(cè)量，最終目的建立空間等離子的預(yù)報(bào)模型，為航天器的在軌運(yùn)行提供保障。
在空間磁環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)樓，這個(gè)由七層電磁屏蔽材料構(gòu)成的像“套娃”一樣的結(jié)構(gòu)，叫做空間磁環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)。外太空磁場(chǎng)極其微弱，地球磁場(chǎng)是外太空磁場(chǎng)的近50萬倍。而在“套娃”結(jié)構(gòu)內(nèi)部，哈工大空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院團(tuán)隊(duì)通過技術(shù)實(shí)現(xiàn)了接近零磁的空間環(huán)境，在世界上達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
哈工大空間環(huán)境地面模擬裝置 副研究員 孫芝茵：你看這是最關(guān)鍵的內(nèi)層磁屏蔽，這是它的退磁電纜，當(dāng)門關(guān)閉以后，我們通過控制退磁電纜里面的電流，可以降低內(nèi)部空間的磁場(chǎng)。這是我們經(jīng)過五年研發(fā)后所獲得的最關(guān)鍵的核心技術(shù)。
零磁空間環(huán)境，為航天器發(fā)射前需要做的磁特性測(cè)試提供了地面實(shí)驗(yàn)條件。這一系統(tǒng)還能以極高的靈敏度，捕捉很多在地磁環(huán)境下無法測(cè)量的微弱磁場(chǎng)信號(hào)。此外，它在生物電磁信息研究領(lǐng)域也有很多應(yīng)用研究，能更精準(zhǔn)地捕捉到腦磁和心磁的信號(hào)，進(jìn)行腦科學(xué)等的研究與分析。
作為我國(guó)航天領(lǐng)域首個(gè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，哈工大空間環(huán)境地面模擬裝置可以綜合模擬九大類空間環(huán)境因素，創(chuàng)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(huán)境。未來，保障航天員在艙外工作時(shí)的生命安全、提升航天器的使用壽命等許多需要抵達(dá)太空才能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，在這里就可以完成。目前，已有國(guó)內(nèi)外110余家高校和科研院所與哈工大空間環(huán)境地面模擬裝置簽署了用戶協(xié)議，未來將有可能進(jìn)入“地面空間站”開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
哈工大空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院院長(zhǎng) 李立毅：我們期盼依托空間環(huán)境地面模擬裝置這一國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施 ，能吸引全國(guó)全世界的優(yōu)秀科學(xué)家來利用這里的平臺(tái)條件，開展高水平的科學(xué)研究，揭示空間環(huán)境與物質(zhì)作用的效應(yīng)規(guī)律及其物理本質(zhì)，為我們國(guó)家航天事業(yè)的快速發(fā)展提供理論、技術(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支撐。
（總臺(tái)央視記者 李晶晶 李志貴 黑龍江臺(tái) 劉婷 胡昊洋）
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