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前言

2024年2月，一条消息刷屏了航天圈，中国建成了“第二个空间站”。

天宫空间站现在不还是正常在天上飘着呢？这第二个是从哪冒出来的？

这个“第二个空间站”并非漂浮于太空轨道之上，而是扎根于黑龙江哈尔滨的一个庞大的、能够模拟多种空间环境的“空间环境地面模拟装置”。

这可不是简单的重复，它代表了中国航天迈向了一个新的里程碑。

它不再依赖于单一环境的模拟设备，也不再局限于理论推算和经验总结，而是通过创造一个“地球版宇宙”。

为航天器材测试、科学实验、航天员训练提供了一个前所未有的平台，为中国航天事业的加速腾飞注入了强劲动力。

技术突破

建造一个“地球版宇宙”，可不是件容易的事。

从2005年开始可行性论证，到2015年立项审批，再到2017年正式开工建设，直至2024年最终验收上线，这近20年的历程充满了挑战与突破。

摆在中国科研人员面前的，是一个世界级的难题，如何在地球上模拟太空的极端环境？

太空可不是什么温柔乡。

太空环境里几乎没有空气，很轻很轻，温度超级低，到处都是带电的小颗粒和等离子体。

这些对航天设备和宇航员来说是个大挑战。

以往各国主要依靠发射探测火箭、卫星，以及建造单一环境模拟装置来获取太空数据和进行测试。

这方法挺烧钱，风险也不小，而且搜集信息的速度挺慢。

中国的地面空间站则另辟蹊径，试图在地球上建造一个能够综合模拟多种空间环境的“太空实验室”。

这个“实验室”的核心，便是空间综合环境模拟系统。

这个设备把粒子加速器、微观分析系统和太空生命科学等部件组合在一起，能逼真地复制出太空站、月球或火星的内外环境。

使用这个设施，宇航员能进行多种模拟训练，同时科学家也能在此开展太空相关的实验。

哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院承担了这项艰巨的任务。

他们赶紧拉起了一支包含物理、材料、机械、电子、生物、化工、航天等多个领域，由数百人构成的复合型团队。

其中最引人瞩目的突破之一，便是自主研发成功的300MeV质子重离子加速器。

这款加速器能模拟太空中的重离子和质子对各种设备、材料及人体细胞的影响，在全球同类技术中位居前沿。

它为地面空间站提供了重要的技术支持，尤其是在模拟太空辐射环境方面，发挥了关键作用。

从立项到建设再到最终落地，地面空间站的建设过程，是一场与时间赛跑的技术攻坚战。

科研人员历经挑战，最终顺利完成了任务，交出了一份让人满意的成果。

科研应用

地面空间站的建成，为太空实验提供了全新的可能性。

以前太空实验大多得在太空中完成，这事儿花销挺大，而且做实验的机会也不多。

地面空间站问世后，情况有所改变，它能够在地面上模拟各种太空环境，为太空实验提供了一个“预演”的平台。

地面实验能帮助科学家们提前测试太空项目，这样既能确保成功率，又能减少风险和开销。

例如地面空间站可以模拟宇宙射线辐射、月尘侵扰等在以往难以在地面模拟的太空环境。

这些实验对于改进航天器材、保障航天员安全至关重要，地面空间站还能开展一些在地球环境下难以实现的科研活动。

探讨在失重状态下，物体和生物体如何表现，比如材料的表现和生物的成长变化。

这些研究丰富了我们对宇宙的了解，同时也为未来太空探险提供了宝贵的科学参考，地面空间站的共用，给国际合作带来了新的机会。

地面空间站已经与国内外多个科研机构签订了合作协议，包括中国的航天科技集团、航天员训练中心、南京大学，以及美国的普林斯顿大学和亚太空间合作组织等。

这次联手将助力航天技术大步向前，让人类更深入地探索宇宙。

值得一提的是，2021年央视曾报道过天和核心舱的1：1复刻版，也被称为“地面空间站”。

但这个复刻版主要用于模拟天和核心舱的运行状态和展示其内部结构，与哈尔滨的“空间环境地面模拟装置”的功能和定位不同。

后者更侧重于模拟多种空间环境，为科学实验和航天员训练提供一个更全面的平台。

我国成功搭建地面空间站，标志着航天事业的一大飞跃，人类迈向宇宙探索的关键一步。

它将为中国航天事业的加速腾飞提供强劲动力，也将为人类更好地了解宇宙、探索宇宙做出更大的贡献。

强化航天员技能

地球版宇宙”的另一重要功能，就是为航天员提供实战训练场地。

在太空中环境非常严酷，这对宇航员的身体和心理都是一大挑战。

地面空间站提供的模拟环境，让航天员能够在地球上体验太空的极端条件，提前适应太空生活和工作，从而提高他们的生存能力和任务执行能力。

地面空间站不仅能复刻单一环境，还能模拟多种环境混搭的效果。

例如模拟在失重和辐射环境下进行出舱活动。

这种模拟训练，更逼真地模拟了太空环境，能帮助航天员更好地提升应对各种情况的本领。

通过在地面空间站进行反复训练，航天员可以将各种操作流程和应急预案刻进肌肉记忆，形成条件反射。

在太空中这种情况特别关键，因为遇到紧急情况时，我们不能有任何迟疑或失误。

此外地面空间站还可以用于模拟各种太空任务场景，例如空间站对接、月球或火星登陆等。

通过模拟训练，航天员可以熟悉任务流程，提高团队协作能力，为未来执行真正的太空任务做好充分准备。

未来展望

地面空间站的建成并非终点，而是一个新的起点。

在模拟太空环境下，可以加速航天器材的老化过程，从而更快速地评估其使用寿命，为改进航天器材的设计和制造提供依据。

在地面空间站进行空间生命科学研究，也是一个重要的发展方向。

在模拟的太空条件下，我们可以了解太空对生物的作用，这有助于我们为未来的太空旅行积累宝贵的科学资料。

例如研究植物如何在太空环境下生长，为未来在太空建立生态系统提供技术支持。

此外地面空间站还可以用于模拟太空灾害，例如太阳风暴、小行星撞击等。

通过模拟这些灾害，可以研究其对航天器和航天员的影响，并制定相应的应对策略，从而提高航天任务的安全性。

随着科技的进步，地面空间站的模拟能力将不断提升，模拟环境将更加逼真，模拟场景将更加丰富。

未来地面空间站将成为一个更加强大的“地球版宇宙”，为中国航天事业的腾飞提供源源不断的动力。

地面空间站的共享使用还将助力全球合作，共同推进航天技术发展。

越来越多的国家和科研机构将加入到地面空间站的合作中来，共同探索宇宙的奥秘，共同推动人类文明的进步。

结语

从最初的可行性论证到最终的建成运行，地面空间站的建设历程，凝聚了无数科研人员的心血和汗水。

这标志着我国航天领域的重大成就，同时也为人类宇宙探索开辟了新的篇章。

地面空间站的建成为中国航天事业的加速发展提供了强劲动力，它将推动中国航天技术水平的提升，加快中国航天强国建设的步伐。

地面空间站的开放共享也将为国际合作提供新的平台，促进全球航天科技的共同进步。

它将成为连接世界各国航天事业的桥梁，共同推动人类对宇宙的探索。

地面空间站，这个“地球版宇宙”将成为中国航天事业腾飞的新引擎，推动中国航天走向更加辉煌的未来。

这将助力人类追逐探索宇宙的渴望，引领我们驶向更遥远的星空。

信息来源：环球网 2024-02-28 “地面空间站”来了 我国航天领域首个大科学装置正式运行

光明网 2024-02-29 “地面空间站”通过验收 系我国航天领域首个国家重大科技基础设施

央视新闻 2024-10-30 把太空环境搬到地球能做什么？探访“地面空间站”