央視網消息:中國空間站依托艙內外的實驗設備,可以開展兩百多項空間科學試驗和實驗。而在我國的黑龍江,由哈爾濱工業大學牽頭建設,一個可以綜合模擬多類空間環境因素、具有國際領先水平的“地面空間站”——空間環境地面模擬裝置已經投入試運行,預計今年年底將完成驗收。裡面究竟有什麼?來看記者的探訪。

總臺央視記者 李晶晶:月亮我們抬頭就能望見,但是想要登上月球卻不是那麼容易的。今天我來到瞭哈工大的地面空間站,就可以替觀眾提前觸摸一下月球表面的月塵,我也請到瞭哈工大的李立毅院長,他是這方面的專傢,院長您好。

李立毅院長:大傢好,歡迎來到地面空間站。接下來,我帶領大傢一起瞭解一下我們的月球表面環境模擬艙。

總臺央視記者 李晶晶:簡稱也叫月塵艙是嗎?

李立毅院長:沒錯,它簡稱就叫月塵艙,你可以感受一下這三種不同顏色的粉塵,感覺是什麼樣的?

總臺央視記者 李晶晶:這是稍微深顏色的,顆粒感比較足,它不是很細。白色有點像爽身粉的感覺,比較細膩。這個稍微有一點點澀的感覺,它顏色更淺,有點偏紅,給我們揭開謎底吧。

李立毅院長:這三種粉末都是微米量級的月塵,這個是火星塵,白色是作為對比的普通的二氧化矽的粉塵,這些月塵和火星塵都是模擬的,但它和真實的月塵和火星塵性狀都是十分接近的。

總臺央視記者 李晶晶:請介紹一下咱們所在的月塵艙是怎麼工作的?

李立毅院長:月塵艙裡面一個大的真空艙,左邊位置外邊連接瞭一個電子槍,它是為瞭產生電子束,使月塵帶上負電,正面蜂窩狀的就是36盞氘燈,它用於產生紫外線,使得月塵帶上比較低的電壓的正電。上邊就是一個震動篩,它主要目的是為瞭模擬月球表面粉塵的揚塵現象。月表環境綜合模擬艙,它的目的也就是模擬多種環境,更接近真實的月球表面環境的狀態,來研究月塵在這種環境下的形成機制,以及它對航天器和航天服、航天員的影響,為我們將來的載人登月做好充分的準備。

李立毅院長:接下來我再帶大傢到我們另外一個綜合環境模擬的實驗艙去看一看,它模擬的空間環境因素會更多。這個環境模擬艙內部的直徑是5米,全高是12米,內部的實驗空間是6.35立方米。接下來我們就來到瞭綜合輻射環境模擬實驗艙。大傢看到我們的工作人員正在準備做設備的聯合調試工作。在這個實驗艙內,我們就可以模擬空間6大類環境因素,這也是世界上綜合性能指標和實際空間環境最接近的一套模擬實驗裝置。利用模擬的實驗裝置可以對衛星的零部件,還有各類航天器的材料器件,進行空間環境效應規律的研究和探索它的物理本質。

       總臺央視記者 李晶晶:其實剛才我們隻是展示瞭大科學裝置的其中兩個“寶貝”,更多的“寶貝”它們一起作用,來模擬9大類的空間綜合環境,讓空間實驗不再“難於上天”。

“大塊頭”有大智慧 為航天強國提供支撐

在這個有50個足球場大小的園區內,還有不少身懷絕技,有著大智慧的龐然大物。

在空間等離子體科學實驗樓,兩個相當於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公裡以外的環境“搬”進瞭艙內,在國際上首次實現三維地球磁層空間等離子體環境模擬。專傢介紹,宇宙中到處分佈著等離子體,太陽、星雲、極光等都是等離子體。通常情況下,等離子體是比較溫和的,但當發生太陽風暴時,它會“變身”高能、高速粒子,被拋向外天空,就像一顆失控的子彈,對運行中的航天器產生巨大威脅。通過近十年研發,哈工大空間等離子體研究團隊憑借關鍵技術,在地面上模擬出太陽風暴產生的過程。

這是在空間磁環境科學實驗樓,這個由七層電磁屏蔽材料構成的像“套娃”一樣的結構叫作空間磁環境模擬與研究系統。外太空磁場極其微弱,地球磁場是外太空磁場的近50萬倍。而在“套娃”結構內部,哈工大空間環境與物質科學研究院團隊通過技術實現瞭接近零磁的空間環境,在世界上達到國際領先水平。

零磁空間環境,為航天器發射前需要做的磁特性測試提供瞭地面實驗條件,這一系統還能以極高的靈敏度捕捉很多在地磁環境下無法測量的微弱磁場信號。此外,它在生物電磁信息研究領域也有很多應用研究,能更精準地捕捉到腦磁和心磁的信號,進行腦科學等的研究與分析。

作為我國航天領域首個國傢重大科技基礎設施,哈工大空間環境地面模擬裝置可以綜合模擬九大類空間環境因素,創造真空、高低溫、零磁、微重力等地球上沒有的空間或星球表面環境。未來,保障航天員在艙外工作時的生命安全、提升航天器的使用壽命等許多需要抵達太空才能進行的實驗,在這裡就可以完成。目前,已有國內外110餘傢高校和科研院所與哈工大空間環境地面模擬裝置簽署瞭用戶協議,未來將有可能進入“地面空間站”開展科學實驗。

哈工大空間環境與物質科學研究院院長 李立毅:我們期盼依托空間環境地面模擬裝置這一國傢重大科技基礎設施,能吸引全國全世界的優秀科學傢來利用這裡的平臺條件開展高水平的科學研究,揭示空間環境與物質作用的效應規律及其物理本質,為我國航天事業的快速發展提供理論、技術和實驗數據的支撐。

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