系统级综合辐照试验舱

　　□方圆
　　在黑龙江哈尔滨新区的科技创新城，有一片“洁白”分量颇重。这处占地近50个足球场的白色建筑群，是我国航天领域国家重大科技基础设施——空间环境地面模拟装置，它还有一个别称：“地面空间站”。
　　该装置由哈尔滨工业大学与中国航天科技集团联合建设，历时近20年攻关，2024年通过国家验收。它能将真空、辐照、弱磁、等离子体等九大类宇宙极端环境“搬”来地球，为国家多项重大航天任务工程提供不可或缺的地面验证。
　  装 置
　　尽可能模拟真实宇宙空间
　　“国际上通用的地面模拟装置大都基于单一因素，然而外太空的真实环境往往是各种因素的耦合。”走进装置内部，哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院院长李立毅介绍，“‘地面空间站’的建设目的，就是尽可能模拟宇宙空间的真实环境。”
　　装置建设的关键突破，在于实现“多因素耦合”这一科学设想。它不再是多个单一环境实验室的简单集合，而是能在同一物理空间内，复现辐射与超低温、多种辐射之间等复杂耦合的真实宇宙空间。
　　往里走，有一座高约15米、形似“套娃”的建筑，这就是空间磁环境科学装置。
　　地球磁场无处不在，而外太空的磁场强度仅为地球的约百万分之一。为了模拟这种极端环境，科研团队用7层特种电磁屏蔽材料层层包裹，建造了一个“磁屏蔽泡泡”。这里的静态磁场被稳定抑制在极低水平，实现了接近绝对零磁的空间环境。
　　除空间磁环境科学装置之外，综合环境模拟分系统、离子加速器分系统都是其中的重要组成部分。
　　综合环境模拟分系统设置有系统级综合辐照试验舱、月尘舱、火星尘舱、高速粉尘舱等巨型金属装置，可模拟真空、高低温、带电粒子辐射、电磁辐照、空间中性气体、固体颗粒物等六大类太阳系典型空间综合或极端环境与效应。离子加速器分系统可提供宽能量范围的电子、质子和重离子束流，该分系统建设有多条实验束线，可开展辐射场模拟、元素分析、辐照育种、器件辐照效应、细胞辐照效应、核物理、核探测器校准等研究。微观机理分析、空间生命科学、数值仿真与中央监控……“地面空间站”能够开展不同类别的科学研究。
　　从论证到验收，团队突破了多源辐照等效模拟、粉尘极端环境模拟等15项关键技术，让装置成为多学科交叉创新的平台，已推动2000余款航天元器件研制，支撑10余个重大航天型号的考核鉴定工作。
　　应 用
　　服务重大战略任务与前沿探索
　　装置的价值在于应用。自投入运行以来，“地面空间站”凭借强大的模拟能力，吸引了众多国内外科学家，服务科技前沿探索。
　　2025年3月，中国科学技术大学陆全明教授团队与哈尔滨工业大学合作，首次在实验室实现了地球磁层顶位形磁场重联过程的地面模拟和确认。“在可控实验室里能‘再造’太空中的能量爆发节点，让我们观察到前所未有的细节。这些是传统的小型实验装置、单一的卫星观测难以完整揭示的新现象。”陆全明说。
　　华中科技大学王顺教授团队利用“地面空间站”零磁环境，对“天琴计划”关键部件进行了高精度磁性测量，实现了对极弱磁信号的直接观测，使得我国在极弱磁测量技术上取得重要进展。
　　自验收以来，围绕载人航天、商业航天、深空探测、医疗健康、农业育种、新材料、新能源等重大战略任务与前沿科学探索，“地面空间站”累计服务中国航天科技集团等200余家用户单位、400余个用户团队，对外服务超6万小时。
　　升 级
　　成为人类探秘宇宙的前哨
　　在技术性能的精进化升级方面，“地面空间站”立足国家重大科技需求和战略考量，聚焦航天、芯片、新材料等领域的需求，持续突破更高精度的环境模拟技术。例如，优化质子微束的能量控制精度，提升设备运行的稳定性和试验数据的准确性，为解决“卡脖子”技术问题提供支撑。
　　在服务领域的广度化拓展方面，“地面空间站”针对月球、火星等深空环境的模拟需求，开发专属试验模块；结合医疗领域的辐照治疗研究，拓展生物辐照模拟功能。装置将重点向深空探测、量子科技、新能源等战略性新兴产业和未来产业延伸，持续扩大服务半径。
　　未来，这座连接大地与星空的桥梁，将继续为载人登月、火星采样、太阳系边际探测等提供坚实的地面支撑。这座“地面空间站”，不仅是中国的大国重器，也是人类探秘宇宙的前哨。
　　（文图据《人民日报》2026年3月9日第14版，有删节）