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?！捌咧葐柼炻?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(jì)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(lǐng)域首個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)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(xué)和中國航天科技集團聯(lián)合建設(shè)，被科學(xué)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(guān)的可靠性測試試驗。
瞄準(zhǔn)2030年前實現(xiàn)中國人首次登月的目標(biāo)，載人登月探測工程登月任務(wù)各項研制建設(shè)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(chǔ)設(shè)施空間環(huán)境地面模擬裝置建設(shè)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’。”
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(dāng)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(wù)必須面對的另一大挑戰(zhàn)。地球磁感應(yīng)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(dāng)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(fēng)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(fù)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(chǔ)設(shè)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(shè)計師潘東華：“我們國家現(xiàn)在有更長遠(yuǎn)的規(guī)劃和打算，像月球，甚至更遠(yuǎn)的星際空間，磁場感應(yīng)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(wù)。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(dāng)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(shè)后近五年時間里，為了讓裝置的數(shù)據(jù)準(zhǔn)一點，再準(zhǔn)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(zhǔn)。
國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施空間環(huán)境地面模擬裝置常務(wù)副總指揮、常務(wù)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(shè)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(yù)期的結(jié)果。”
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(yīng)強度，穩(wěn)定控制在0.02納特左右。
李立毅：“我們設(shè)計的時候給施工單位的技術(shù)指標(biāo)是0.2納特，但自己心里要達到的指標(biāo)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(yīng)研究平臺，中國科學(xué)家在世界上首次實現(xiàn)了“多因素耦合”的科學(xué)設(shè)想。
國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施空間環(huán)境地面模擬裝置空間生命科學(xué)系統(tǒng)主任設(shè)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(zhǔn)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(xué)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(yīng)，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(guān)鍵研究支撐。2022年底，中國空間站已全面建成并進入應(yīng)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(xì)的大型設(shè)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(shè)“地面空間站”還有一個更深層的挑戰(zhàn)，就是航天領(lǐng)域的國際競爭激烈，很多關(guān)鍵核心技術(shù)和設(shè)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(guān)，攻克了17項關(guān)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(biāo)志著我國空間環(huán)境模擬實現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)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(yīng)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(lǐng)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(lǐng)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(jì)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(biāo)。
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(guān)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(fēng)險的事業(yè)。航天強國的建設(shè)需要更多航天科技的支撐。“地面空間站”的建設(shè)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(wù)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。