中国已用上“地面空间站”

中国“地面空间站”投入使用：叩开空间科学研究新大门

2023年,一则关于“中国已用上‘地面空间站’”的消息引发广泛关注，这个并非遨游太空的“天宫”，而是建在地球上的“地面空间环境模拟装置”——一个能高度还原太空极端环境、支撑航天技术与空间科学研究的“超级实验室”，它的投入使用，标志着我国在空间科学研究领域迈出了从“太空验证”向“地面预研”深度融合的关键一步，为航天强国建设注入了强劲动力。

什么是“地面空间站”？

顾名思义,“地面空间站”并非真正的太空空间站，而是通过模拟太空环境，在地面上开展航天器试验、空间科学研究的综合性实验平台，太空环境极端复杂：高真空（接近绝对零度的真空度）、强辐射（宇宙射线、太阳粒子辐射）、微重力（物体近乎失重）、剧烈温差（从太阳直射的120℃骤降至阴影区的-180℃）……这些条件在地面上难以复现，却直接影响航天器的安全运行和空间实验的准确性。

我国建设的“地面空间环境模拟装置”，正是通过大型真空容器、高能辐射源、温控系统、微重力模拟平台等核心设备，构建了一个“太空环境实验室”，科研人员可以“按需定制”太空环境，让卫星、飞船、空间站等航天器在发射前“提前经历”太空考验，让空间科学实验在地面就能完成初步验证，大幅降低太空实验的风险和成本。

从“太空验证”到“地面预研”：中国航天的“双重保险”

长期以来,航天器研发面临“上天即未知”的挑战：一个小小的材料缺陷、一个系统设计漏洞，都可能导致任务失败，甚至造成不可挽回的损失，卫星的太阳能电池板能否在极端高低温下正常供电？航天器的电子设备能否抵御宇宙辐射的干扰？航天员的舱外航天服能否适应真空和微重力环境？这些问题，都需要在地面提前“找答案”。

我国地面空间站的核心价值,正在于构建“地面预研+太空验证”的双重保障体系，以“天宫”空间站为例，其核心舱的对接机构、再生式生命保障系统、舱外实验平台等关键子系统，均曾在地面空间环境模拟装置中进行了数千小时的极端环境测试，通过模拟太空真空、高低温循环、振动冲击等条件，科研人员发现了多个潜在风险点，优化了设计方案，确保了“天宫”在轨运行的稳定可靠。

在空间科学领域,地面空间站同样发挥着不可替代的作用，为研究“宇宙线起源”“暗物质探测”等前沿课题，科研人员需要在地面先模拟太空中的高能粒子环境，调试探测器的性能；为培育“太空种子”，科学家通过模拟微重力和高辐射环境，研究植物基因变化的规律，为未来太空农业积累数据，可以说，地面空间站是航天器“出征”前的“练兵场”，也是空间科学“从0到1”的“孵化器”。

中国速度：从“跟跑”到“并跑”的跨越

我国地面空间站的建设,走过了从“引进消化”到“自主创新”的跨越之路，早在上世纪70年代，我国就建成了首台大型空间环境模拟设备，但规模和精度有限，近年来，随着航天事业的快速发展，对地面模拟设施的需求日益迫切，2016年，我国启动“地面空间环境模拟装置”国家重大科技基础设施建设，由中国科学院牵头，联合多家科研院所和企业，历时7年攻关，终于建成了国际领先的综合性地面空间模拟平台。

这套装置拥有多个“世界之最”：直径12米、容积达1000立方米的超大型真空容器，是目前世界上能模拟最完整太空环境的容器之一；可实现-196℃至+150℃的宽温域控制，精度达±0.5℃；配备的粒子加速器，能模拟最高10亿电子伏特的宇宙射线辐射……这些指标标志着我国在空间环境模拟技术领域，已从过去的“跟跑者”成长为“并跑者”，部分技术甚至达到“领跑”水平。

值得一提的是,地面空间站的建设并非“闭门造车”，我国科研团队与俄罗斯、欧洲航天局等国际机构开展合作，共享实验数据、联合开展技术攻关，为全球空间科学研究贡献了中国智慧，中欧科学家共同利用我国地面空间站，开展了“空间材料科学”实验，为未来月球基地建设的新型材料研发提供了重要参考。

未来已来：支撑航天强国梦的“基石”

随着地面空间站的投入使用,我国航天研发模式正发生深刻变革：过去“上天后再解决问题”的被动局面，正在转变为“地面预研规避风险”的主动布局，这不仅将大幅提升航天任务的可靠性，还将缩短研发周期、降低成本，为我国载人登月、火星采样返回、木星探测等重大航天工程提供坚实支撑。

在空间科学领域,地面空间站将成为探索宇宙奥秘的“桥头堡”，科研人员将利用它开展更多“不可能的任务”：模拟遥远星系的环境，研究生命起源的化学过程；测试量子通信设备在太空辐射下的稳定性，构建天地一体化的量子网络；甚至为未来的“太空电梯”“核动力航天器”等颠覆性技术，提供地面验证平台。

从“两弹一星”到“天宫”“嫦娥”，从“祝融