焦點訪談｜揭秘中國地面空間站的硬核實力
來源： 央視網(wǎng)
2026-04-25 14:39:00
央視網(wǎng)消息（焦點訪談）：4月24日是第十一個中國航天日，今年也是中國航天事業(yè)創(chuàng)建70周年。“七秩問天路 攜手探九霄”，從“神舟”問天、“嫦娥”攬月到“北斗”指路，再到“祝融”探火、“羲和”逐日，一個個飛天逐夢新紀錄的背后，是中國航天科技水平的跨越式發(fā)展。大屏幕上的這片白色建筑群，就是我國航天領域首個國家重大科技基礎設施。它的占地面積將近有50個足球場大小，由哈爾濱工業(yè)大學和中國航天科技集團聯(lián)合建設，被科學家親切地稱為“地面空間站”。這些天，科研人員正在這里為我國載人登月工程，進行相關的可靠性測試試驗。
瞄準2030年前實現(xiàn)中國人首次登月的目標，載人登月探測工程登月任務各項研制建設工作正在穩(wěn)步推進。今年，“地面空間站”也承接了部分載人登月工程重要型號器件的試驗工作。要實現(xiàn)登月，首先面對的就是月表帶電月塵環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。
國家重大科技基礎設施空間環(huán)境地面模擬裝置建設副總指揮閆繼宏：“從以前阿波羅登月計劃的資料，到目前我們探月，各個國家，美國、歐盟還有中國在地面的實驗驗證，它是現(xiàn)在環(huán)境因素里的頭號‘殺手’?！?/p>
為什么月塵是登月的頭號“殺手”呢？因為月球表面受到隕石和流星的撞擊，會產(chǎn)生許多帶有棱角的微小顆粒，這就是月塵的主要來源。加上月球表面沒有大氣的存在，這些月塵顆粒直接受到太陽和宇宙射線照射，每個顆粒都會帶上幾千個電荷。這些帶電的有棱角的月塵顆粒懸浮在月球表面，極易黏附在航天服上。當航天員活動時，這些帶電月塵顆粒就會磨損航天服，危及航天員的生命安全和健康。
通過月塵艙模擬的帶電月塵環(huán)境，科研人員可以測試不同材質(zhì)的航天服，看看哪種材質(zhì)能夠更好地抵御帶電月塵的侵襲，還可以研究月球車太陽能帆板結(jié)構(gòu)，找到避免被月塵覆蓋的最佳方案。這為我國載人登月工程提供了不可或缺的地面驗證條件。
除了月塵，月球表面的極致零磁環(huán)境，也是載人登月任務必須面對的另一大挑戰(zhàn)。地球磁感應強度約有5萬納特，這個強磁場環(huán)境是人類健康生存的基本條件之一。但是當人類長期暴露在月球近乎為零的磁場環(huán)境中，會有什么樣的健康風險？有研究表明，在極低磁場環(huán)境中，生物體會出現(xiàn)多種功能變化，而想要深入研究這些問題，首先就得在地球上復刻出一模一樣的近零磁場環(huán)境。
在零磁空間，科研人員借助特制的腦磁儀，能夠捕捉航天員在運動狀態(tài)下的極微弱腦磁信號變化。通過研究這些信號，就能分析零磁環(huán)境對航天員身體機能的影響。
國家重大科技基礎設施空間環(huán)境地面模擬裝置空間磁環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)主任設計師潘東華：“我們國家現(xiàn)在有更長遠的規(guī)劃和打算，像月球，甚至更遠的星際空間，磁場感應強度近乎為零。在這里可以對未來服役的宇航員進行低磁場暴露下的健康評測，所以它的意義非常大?！?/p>
剛開始建造這個零磁空間時，科研團隊面對的幾乎是一個不可能完成的任務。地球磁場無處不在，相比較之下，外太空存在的極其微弱的磁場環(huán)境，僅為地球磁場的近百萬分之一。打造一個幾乎沒有任何磁場干擾的零磁環(huán)境，相當于要在洶涌澎湃的大海中建造一座完全不受海浪影響的小島。
零磁空間開工建設后近五年時間里，為了讓裝置的數(shù)據(jù)準一點，再準一點，科研人員常常在每天凌晨做試驗，因為那時候人類活動較少、影響最小、數(shù)據(jù)最準。
國家重大科技基礎設施空間環(huán)境地面模擬裝置常務副總指揮、常務副總師李立毅：“為了對比白天和晚上的不同，要做很多對比試驗和測試，來監(jiān)測設計是不是能達到非常優(yōu)秀的狀態(tài)。我們也提出了一種新的從外到內(nèi)的建造工藝，確保一次下來這個測試就達到了預期的結(jié)果?！?/p>
通過這種新的建造工藝，科研團隊用7層特種電磁屏蔽材料層層包裹，形成一個“套娃式”的結(jié)構(gòu)，將原本5萬納特的地球磁場感應強度，穩(wěn)定控制在0.02納特左右。
李立毅：“我們設計的時候給施工單位的技術(shù)指標是0.2納特，但自己心里要達到的指標是0.02納特，給自己增加10倍的難度。你一定得有追求，做零磁裝置為什么不做到世界第一？”
月塵艙和零磁空間對月球表面環(huán)境的模擬只是這座 “地面空間站” 所能模擬的兩類宇宙極端環(huán)境。目前，這里可以模擬接近絕對零攝氏度的超低溫、宇宙真空、強電磁輻射等九大類空間環(huán)境，憑借這個全球規(guī)模最大、模擬因素最多、功能最全的空間環(huán)境效應研究平臺，中國科學家在世界上首次實現(xiàn)了“多因素耦合”的科學設想。
國家重大科技基礎設施空間環(huán)境地面模擬裝置空間生命科學系統(tǒng)主任設計師李亮：“我們這個裝置相較于以前的，包括一些國外的空間環(huán)境模擬裝置來說，最大的優(yōu)勢就是我們進行了更多因素的耦合。這意味著能夠更加接近于空間里的真實環(huán)境?！?/p>
在真實的太空環(huán)境里，粉塵、磁場、溫度、輻射這些影響因素從來都不是單獨存在的，它們相互交織、共同作用在航天器和航天員身上。
“地面空間站”就是要解決這個“1+1等于幾”的問題。通過在地面精準模擬各種空間環(huán)境因素，就好像把宇宙“搬”到了地球上?？茖W家可以一個因素一個因素地研究，再逐步疊加，最終揭示多因素耦合的真實效應，為航天器的高可靠與長壽命運行和航天員長期太空駐留等提供關鍵研究支撐。2022年底，中國空間站已全面建成并進入應用與發(fā)展階段?？赡苡腥藭?，我們不是已經(jīng)有了天上的空間站嗎？為什么還要在地面再建一個“空間站”呢？
李亮：“我們在天上做實驗，一方面成本比較高，周期很長，不能今天想做，明天就發(fā)一個火箭去上天；另外一方面很多地面很精細的大型設備，沒法在天上去用。所以我們在地面建這個裝置支撐國家航天，或者其他重大科研方向的研究?！?/p>
建設“地面空間站”還有一個更深層的挑戰(zhàn)，就是航天領域的國際競爭激烈，很多關鍵核心技術(shù)和設備，花錢也買不來，只能靠我們自立自強。
從2005年組建團隊開展調(diào)研論證，到2024年順利通過國家驗收，科研團隊通過19年的持續(xù)攻關，攻克了17項關鍵技術(shù)。它的建成，不僅讓我國徹底告別了航天實驗“靠天吃飯”的困境，更標志著我國空間環(huán)境模擬實現(xiàn)了從跟跑到領跑的跨越。
這座“地面空間站”運行兩年多來，推動超過2000款國產(chǎn)宇航元器件完成地面驗證，成功應用于神舟飛船、“天宮”空間站、嫦娥六號等十多項國家重大航天工程。不止航天領域，科研團隊還在新材料、新能源、醫(yī)療健康、農(nóng)業(yè)育種等領域也取得了一系列進展。
把宇宙“搬”到地球，在地面破解太空難題。這座“地面空間站”用實實在在的成果，為中國航天七十年輝煌征程寫下生動注腳。中國航天事業(yè)走過從無到有、從弱到強的七十年，一代代航天人接續(xù)奮斗，鑄就了一個又一個大國重器，走出了中國航天勇攀高峰的自主創(chuàng)新之路。
1970年4月24日，“東方紅一號”人造地球衛(wèi)星成功發(fā)射，開創(chuàng)了中國航天史的新紀元。
2003年10月15日，神舟五號飛船成功發(fā)射并返回，中國首次實現(xiàn)載人航天飛行。
2022年底，中國“天宮”空間站全面建成，實現(xiàn)載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略目標。
2026年2月11日，長征十號火箭與夢舟載人飛船等實現(xiàn)多項關鍵技術(shù)驗證，中國載人登月工程研制取得重要階段性突破。
仰望星空，腳踏實地。航天既是一個高科技的事業(yè)，也是一個高風險的事業(yè)。航天強國的建設需要更多航天科技的支撐?！暗孛婵臻g站”的建設者們用近二十年的不懈努力，為中國航天事業(yè)筑起了一座堅實的“地面堡壘”。未來，像“地面空間站”這樣的大國重器將繼續(xù)為載人登月、深空探測等國家重大航天任務提供堅實的地面科研支撐，為人類探索宇宙奧秘貢獻更多的中國智慧與中國力量。