“自2024年2月通過國家驗收開始正式運(yùn)行一年多以來，在國家發(fā)展和改革委員會、財政部、工業(yè)和信息化部、黑龍江省政府以及哈爾濱市政府等相關(guān)部門大力支持下，空間環(huán)境地面模擬裝置從建設(shè)期平穩(wěn)過渡到開放運(yùn)行期，至今已累計服務(wù)包括中國航天科技集團(tuán)、中國電子科技集團(tuán)在內(nèi)的150余家用戶，為1000余型宇航元器件的研發(fā)提供測試服務(wù)，支撐我國多項重大航天工程順利實施。”哈工大空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院院長李立毅說。
空間環(huán)境地面模擬裝置是我國航天領(lǐng)域首個大科學(xué)裝置，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)聯(lián)合中國航天科技集團(tuán)建設(shè)，可以在地面模擬真空、輻照、弱磁等9大類太陽系常見空間環(huán)境因素和效應(yīng)，是面向全球開放共享的基礎(chǔ)科學(xué)研究平臺。這座被譽(yù)為“地面空間站”的空間環(huán)境地面模擬裝置恰似一片孕育創(chuàng)新、科技、人才和活力的沃土，正結(jié)出一顆顆豐碩飽滿的果實。
從0到1，產(chǎn)出原創(chuàng)性引領(lǐng)性科學(xué)成果
通過“地面空間站”中的空間磁環(huán)境模擬與研究系統(tǒng)，上海交通大學(xué)科研團(tuán)隊開展了一項突破性實驗：在近零磁場環(huán)境并復(fù)合-20℃至130℃的極端溫度范圍內(nèi)，微生物連續(xù)生存7天并成功存活。這一成果在國內(nèi)尚屬首次。上海交通大學(xué)微生物代謝國家重點實驗室教授肖湘說：“零磁場環(huán)境與無磁高低溫裝置構(gòu)建了多因素耦合的極端域外環(huán)境，對探尋生命起源與域外生命問題具有重要科學(xué)價值?！?/p>
與肖湘教授不同，對于哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院極端環(huán)境材料和器件技術(shù)創(chuàng)新中心團(tuán)隊來說，這座“地面空間站”真的建到了“家門口”。團(tuán)隊研究員楊劍群說：“我們團(tuán)隊從始至終都在深度參與大科學(xué)工程建設(shè)的相關(guān)工作。在空間環(huán)境地面模擬裝置建成之前，我們有一些重要急需實驗需要到外地甚至是國外去做?，F(xiàn)在有了‘家門口’的‘地面空間站’，不但開展科研更方便了，而且裝置的先進(jìn)性和穩(wěn)定性為我們極端環(huán)境與效應(yīng)基礎(chǔ)研究和人才培養(yǎng)，以及團(tuán)隊承擔(dān)的國家重大項目提供了重要的支撐和促進(jìn)作用?！?/p>
在這個集材料、航天、物理、計算機(jī)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科深度融合、以基礎(chǔ)性研究為代表的交叉團(tuán)隊中，有一半以上師生使用過空間環(huán)境地面模擬裝置的器件離子輻照研究系統(tǒng)，并在極端環(huán)境材料和器件機(jī)理研究、軟件驗證等方面取得突破性進(jìn)展，相關(guān)研究成果已在《IEEE核科學(xué)匯刊》等領(lǐng)域知名期刊發(fā)表。
“申請使用平臺的校內(nèi)外用戶非常多，機(jī)時也很珍貴，所以每一次試驗對我們來說都非常寶貴。”楊劍群說，“希望未來能夠通過一流的平臺產(chǎn)出更多一流的成果，為我國航天技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)?！?/p>
從大科學(xué)設(shè)施產(chǎn)出的科研成果源源不斷——2月28日，哈工大生命科學(xué)中心陳政課題組在糖脂代謝穩(wěn)態(tài)整合調(diào)控和代謝性疾病發(fā)病機(jī)制方面取得重要進(jìn)展，研究成果刊發(fā)于世界權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。空間環(huán)境地面模擬裝置持續(xù)促進(jìn)學(xué)術(shù)成果對科學(xué)研究、科技發(fā)展作出原創(chuàng)性、引領(lǐng)性貢獻(xiàn)。
1+1>2，協(xié)同創(chuàng)新促進(jìn)高技術(shù)發(fā)展
通過空間環(huán)境地面模擬裝置，一場跨越校際合作開展的地球磁層的磁場重聯(lián)、哨聲波與粒子相互作用等空間重要物理過程的實驗研究正在展開。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸全明是裝置的深度使用者，“以前我們只能通過幾十公分的小裝置完成相關(guān)驗證，而這里的裝置尺寸大上幾十倍，我們能夠研究更復(fù)雜的物理過程，這是小型裝置無法實現(xiàn)的?！标懭鞲锌卣f，“大科學(xué)的‘大’開拓的不光是我們的研究成果，更是我們的研究思路?！?/p>
“在這里，我們和陸全明教授團(tuán)隊共同首次實現(xiàn)了地球磁層頂重聯(lián)過程的地面模擬和確認(rèn)。這座裝置的建成，不僅推動了科學(xué)研究的突破，也促進(jìn)了校際合作的深化?！惫ご罂臻g環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院副院長鄂鵬說，“我們與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的合作實現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)，將空間探測、地面實驗和理論仿真3種研究手段高效融合?！?/p>
通過空間環(huán)境地面模擬裝置形成的合作，不僅催生了一批高水平技術(shù)，還促進(jìn)了人才的流動與培養(yǎng)。陸全明教授的多名學(xué)生畢業(yè)后加入哈工大，繼續(xù)從事相關(guān)研究，成為校際合作的生動注腳。
目前，空間環(huán)境地面模擬裝置已經(jīng)促成哈工大與中國科學(xué)技術(shù)研究院、西安電子科技大學(xué)、北京理工大學(xué)等眾多高校、科研院所之間的合作，為攜手加快在重要領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)、在戰(zhàn)略性領(lǐng)域取得更多更大突破創(chuàng)造條件。
1到100，開放共享連接全球科學(xué)
謝爾蓋·阿帕騰科夫教授來自俄羅斯圣彼得堡國立大學(xué)，從事空間等離子體物理領(lǐng)域研究已近20年。這座位于中國東北的“地面太空實驗室”讓他耳目一新?！斑@里讓我看到了地球與太陽相互作用的‘迷你宇宙’?！?謝爾蓋這樣形容他的實驗體驗。他所在的團(tuán)隊利用裝置模擬太陽風(fēng)與地球磁層的相互作用，研究磁重聯(lián)這一空間物理中的關(guān)鍵現(xiàn)象?！霸谔罩?，我們只能依賴衛(wèi)星數(shù)據(jù)，捕捉到的是瞬間、不可重復(fù)的自然現(xiàn)象。而在這里，我們可以精確控制實驗條件，重復(fù)驗證每一個猜想?！?/p>
作為國際用戶，謝爾蓋對裝置的開放性和包容性給予了高度評價：“這里不僅是一個實驗平臺，更是一個國際合作的樞紐。我期待更多全球科學(xué)家來到這里，共同探索宇宙的奧秘。”
這座“地面空間站”不僅是中國科技實力的象征，更是全球科學(xué)家共同探索宇宙的“地面橋梁”。正如謝爾蓋所說：“我會毫不猶豫地將空間環(huán)境地面模擬裝置推介給周圍的同行們。在這里，宇宙的奧秘觸手可及?！?/p>
“實現(xiàn)了從0到1的突破，還要做好從1到100的推廣?！崩盍⒁惚硎荆罂茖W(xué)裝置具有科學(xué)和工程雙重屬性，擔(dān)負(fù)著原始創(chuàng)新策源地、基礎(chǔ)研究先鋒隊的使命。未來將進(jìn)一步統(tǒng)籌更新大科學(xué)裝置方案，提升其對基礎(chǔ)研究、國家戰(zhàn)略、高技術(shù)發(fā)展和國際合作等方面的服務(wù)支撐能力。
