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石嘴山喝茶新荤老班章快餐外卖推荐,揭秘“地面空间站”:如何把地球磁层装到一个“真空罐”里?,环境,科学研究院,等离子体
2024-06-09 00:40:25
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新华社哈尔滨6月6日电 位于黑龙江省哈尔滨市的空间环境地面模拟装置,有着“地面空间站”之称,它由哈尔滨工业大学(xue)负责建设,目的非常明确——让很多本来需要上太空才能进行(xing)的实验,在地面也可完(wan)成。

哈尔滨工业大学(xue)空间环境与物(wu)质科学(xue)研究院院长、该装置常务副总(zong)设计(ji)师李立毅介绍,“地面空间站”由8大系统(tong)构成,可以模拟真空、高低温、粒子(zi)辐照、电磁辐射、磁场、中性(xing)气体、等离子(zi)体、碎(sui)片粉尘、微(wei)重力等9大类空间环境因素。其中,一个形似巨(ju)型易拉罐的密(mi)闭罐,就是空间等离子(zi)体实验装置。

“这个实验装置相当于3层(ceng)楼高,直径约5米,”哈尔滨工业大学(xue)空间环境与物(wu)质科学(xue)研究院副院长鄂鹏说,它的设计(ji)原理就是将(jiang)地球与太阳之间的地球磁场装到一个“真空罐”里,以此来建立一个空间等离子(zi)体的物(wu)理模型,将(jiang)地球大气层(ceng)以外的环境“搬”进舱内。

“宇宙中到处分(fen)布着等离子(zi)体,太阳、星云、极光等都是等离子(zi)体。”哈尔滨工业大学(xue)空间等离子(zi)体物(wu)理研究室主任金成刚说,通常情况下,等离子(zi)体是比较温和的,但当发生太阳风暴时,它会“变身”成为高能、高速(su)粒子(zi),像海啸一样扑向地球环境,对运行(xing)中的航天器产生巨(ju)大威胁。

通过近十年研发,研究团队凭(ping)借关键技术,在地面上模拟出太阳风暴产生的过程,可以为空间天气预(yu)报(bao)模型提供支(zhi)撑,还(hai)能模拟航天器进入大气层(ceng)时产生的动态等离子(zi)体鞘套,为解决“黑障(zhang)”问题提供借鉴。

与这一装置类似,在一个高约15米的空间磁环境科学(xue)装置里,藏着一个接近零(ling)磁的空间环境。作为团队骨干,哈尔滨工业大学(xue)“90后”教师孙芝茵从读博时就专注于零(ling)磁空间环境的科研和建设。在导师带领下,她创(chuang)新提出消除磁屏蔽材料自身磁特性(xing)的方法。

外太空磁场极其微(wei)弱,地球磁场是外太空磁场的近50万倍。“我(wo)们便(bian)想出一个‘套娃’式(shi)磁屏蔽设计(ji)方案,也就是利用七层(ceng)电磁屏蔽材料层(ceng)层(ceng)包裹,从而屏蔽外界环境的磁场干扰。”孙芝茵说,这一装置能以极高的灵敏度,捕捉到很多在地磁环境下无(wu)法测量的微(wei)弱磁场信号,甚至可以精准捕捉到脑磁和心(xin)磁信号,可应用于脑科学(xue)、生物(wu)电磁信息(xi)等领域的研究与分(fen)析。

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