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在距离地球400多公里的轨道上，中国空间站遨游苍穹，成为我国航天事业的重要里程碑之一。

遥望祖国东北角，一座被称为“地面空间站”的空间环境地面模拟装置前不久正式建设完成，进入试运行阶段，诸多指标达到世界领先水平。

作为我国航天领域首个大科学装置，“地面空间站”是国际上首个综合环境因素最多、可实现多尺度和跨尺度环境效应研究的综合性研究装置，将为我国航天事业发展及人类太空探索贡献智慧和力量。

圆梦：把“空间站”建到地球上

空间环境严苛复杂，不仅航天器的可靠性受到考验，航天员的健康安全也面临挑战。如何增强宇宙探索能力，是亟待解决的难题。

“要想飞得更远、驻得更久、探得更细，就要更加了解空间环境。”空间环境地面模拟装置常务副总指挥、哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院院长李立毅说，“地面空间站”就是要在地球上建设一个与真实宇宙空间环境相似的基础科学研究平台，相当于把“空间站”建到地球上。

“地面空间站”位于黑龙江省哈尔滨新区科技创新城，由哈尔滨工业大学联合中国航天科技集团承建。在建设园区，分布着“一大三小”四栋实验楼，“一大”即空间综合环境实验楼，“三小”即空间等离子体科学实验楼、空间磁环境科学实验楼和动物培养室。

按照设计规划，“地面空间站”可以模拟真空、高低温、带电粒子、电磁辐射、空间粉尘、等离子体、弱磁场、中性气体、微重力等9大类空间环境因素，能够阐释空间环境对材料、器件、系统及生命体的影响规律和作用机制。

相较于把实验仪器设备搬到太空，“地面空间站”既能节省成本、减少安全隐患，又可以根据科学问题和工程需要，设置特定的环境因素，不受时空限制进行多次重复验证，从而打造更加安全便捷的实验条件和科研手段。

“未来，许多需要抵达太空才能进行的实验，在地面上就能完成。”哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院副院长闫继宏说，这是科学家梦寐以求的。

攻坚：把“冷板凳”坐热

早在2005年，哈尔滨工业大学开始联合中国航天科技集团组建团队，就空间环境与物质相互作用基础科学问题的研究平台条件展开调研和分析。

经过相关领域科学家和有关部门的反复论证、审慎决策，2015年9月，“空间环境地面模拟装置”立项获批；

2017年1月，其可行性研究获批，同年7月，装置初步设计获批，年底开工建设。

不同于其他科研项目和基础设施，大科学装置既是一个科学项目，又是一个工程项目，兼具科学研究与工程建设的双重特性，技术难度大、周期长、风险高，可借鉴经验几乎空白。

“地面空间站”离子加速器系统主任设计师刘剑利回忆说，由于大量设备没有成熟产品，团队需要从零起步。设计、加工、安装、调试运行、数据分析……每一个环节都要拿出“120%的精力”投入。

“‘地面空间站’为什么能？关键要靠自主创新，拿出了‘钢牙啃硬骨头’的劲头。”哈尔滨工业大学校长、空间环境地面模拟装置总师韩杰才说，学校联合多家协作单位不断攻关，科研探索始终贯穿建设之中，实现同步推进。

展望：抢占科技竞争制高点的一个新的策源地

眼下，国内外科学家竞相申请进入“地面空间站”开展科学实验。110余家机构已签署用户协议，覆盖30多个国家和地区。

“大科学装置将成为抢占科技竞争制高点的一个新的策源地。”从南方一所高校到哈尔滨工业大学任职的金成刚说，从航天电子元器件检验到引力波探测，从农业育种到生命科学实验，越来越多科研攻关将在这里展开，越来越多高层次科研人才将在这里汇聚。

业内人士坦言，在新一轮科技革命和产业变革驱动下，“地面空间站”有望解决航天产品一体化设计、模块化制造、空间环境适应性等方面的瓶颈问题，带动卫星制造、电子信息、人工智能、新材料、生物医学等新兴产业发展。