焦点访谈｜揭秘中国地面空间站的硬核实力

央视网消息

（焦点访谈）：4月24日是第十一个中国航天日，今年也是中国航天事业创建70周年。“七秩问天路携手探九霄”，从“神舟”问天、“嫦娥”揽月到“北斗”指路，再到“祝融”探火、“羲和”逐日，一个个飞天逐梦新纪录的背后，是中国航天科技水平的跨越式发展。大屏幕上的这片白色建筑群，就是我国航天领域首个国家重大科技基础设施。它的占地面积将近有50个足球场大小，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建设，被科学家亲切地称为“地面空间站”。这些天，科研人员正在这里为我国载人登月工程，进行相关的可靠性测试试验。

瞄准2030年前实现中国人首次登月的目标，载人登月探测工程登月任务各项研制建设工作正在稳步推进。今年，“地面空间站”也承接了部分载人登月工程重要型号器件的试验工作。要实现登月，首先面对的就是月表带电月尘环境带来的挑战。

国家重大科技基础设施空间环境地面模拟装置建设副总指挥闫继宏：“从以前阿波罗登月计划的资料，到目前我们探月，各个国家，美国、欧盟还有中国在地面的实验验证，它是现在环境因素里的头号‘杀手’。”

为什么月尘是登月的头号“杀手”呢？因为月球表面受到陨石和流星的撞击，会产生许多带有棱角的微小颗粒，这就是月尘的主要来源。加上月球表面没有大气的存在，这些月尘颗粒直接受到太阳和宇宙射线照射，每个颗粒都会带上几千个电荷。这些带电的有棱角的月尘颗粒悬浮在月球表面，极易黏附在航天服上。当航天员活动时，这些带电月尘颗粒就会磨损航天服，危及航天员的生命安全和健康。

通过月尘舱模拟的带电月尘环境，科研人员可以测试不同材质的航天服，看看哪种材质能够更好地抵御带电月尘的侵袭，还可以研究月球车太阳能帆板结构，找到避免被月尘覆盖的最佳方案。这为我国载人登月工程提供了不可或缺的地面验证条件。

除了月尘，月球表面的极致零磁环境，也是载人登月任务必须面对的另一大挑战。地球磁感应强度约有5万纳特，这个强磁场环境是人类健康生存的基本条件之一。但是当人类长期暴露在月球近乎为零的磁场环境中，会有什么样的健康风险？有研究表明，在极低磁场环境中，生物体会出现多种功能变化，而想要深入研究这些问题，首先就得在地球上复刻出一模一样的近零磁场环境。

在零磁空间，科研人员借助特制的脑磁仪，能够捕捉航天员在运动状态下的极微弱脑磁信号变化。通过研究这些信号，就能分析零磁环境对航天员身体机能的影响。

国家重大科技基础设施空间环境地面模拟装置空间磁环境模拟与研究系统主任设计师潘东华：“我们国家现在有更长远的规划和打算，像月球，甚至更远的星际空间，磁场感应强度近乎为零。在这里可以对未来服役的宇航员进行低磁场暴露下的健康评测，所以它的意义非常大。”

刚开始建造这个零磁空间时，科研团队面对的几乎是一个不可能完成的任务。地球磁场无处不在，相比较之下，外太空存在的极其微弱的磁场环境，仅为地球磁场的近百万分之一。打造一个几乎没有任何磁场干扰的零磁环境，相当于要在汹涌澎湃的大海中建造一座完全不受海浪影响的小岛。

零磁空间开工建设后近五年时间里，为了让装置的数据准一点，再准一点，科研人员常常在每天凌晨做试验，因为那时候人类活动较少、影响最小、数据最准。

国家重大科技基础设施空间环境地面模拟装置常务副总指挥、常务副总师李立毅：“为了对比白天和晚上的不同，要做很多对比试验和测试，来监测设计是不是能达到非常优秀的状态。我们也提出了一种新的从外到内的建造工艺，确保一次下来这个测试就达到了预期的结果。”

通过这种新的建造工艺，科研团队用7层特种电磁屏蔽材料层层包裹，形成一个“套娃式”的结构，将原本5万纳特的地球磁场感应强度，稳定控制在0.02纳特左右。

李立毅：“我们设计的时候给施工单位的技术指标是0.2纳特，但自己心里要达到的指标是0.02纳特，给自己增加10倍的难度。你一定得有追求，做零磁装置为什么不做到世界第一？”

月尘舱和零磁空间对月球表面环境的模拟只是这座“地面空间站”所能模拟的两类宇宙极端环境。目前，这里可以模拟接近绝对零摄氏度的超低温、宇宙真空、强电磁辐射等九大类空间环境，凭借这个全球规模最大、模拟因素最多、功能最全的空间环境效应研究平台，中国科学家在世界上首次实现了“多因素耦合”的科学设想。