全国首个太阳系超高速撞击实验室落户深圳光明!精准模拟每秒8-10公里宇宙级撞击速度

光明新闻全媒体记者 林彦君/文 李立治/图
07:13
摘要

标志着大湾区在行星科学领域的协同创新迈出关键一步。

▲5月29日,光明区政府与澳门科技大学、南方科技大学共同举行太阳系超高速撞击实验室揭牌仪式及框架合作协议签约仪式。

5月29日,光明区政府与澳门科技大学、南方科技大学共同举行太阳系超高速撞击实验室揭牌仪式及框架合作协议签约仪式,标志着大湾区在行星科学领域的协同创新迈出关键一步。

▲澳门科学技术发展基金、澳门科技大学、南方科技大学一行调研光明区,参观太阳系超高速撞击实验室。

澳门科学技术发展基金行政委员会委员叶桂林,澳门科技大学副校监、校长李行伟,校董会副主席兼秘书长陈季敏,月球与行星科学国家重点实验室主任宗秋刚,南方科技大学校党委书记姜虹,中国科学院院士、地球与空间科学系主任陈晓非等高校领导,以及光明区委副书记、区长邱浩航,区领导李兴亮、王崇峰等出席活动。

邱浩航表示,光明区将大力支持澳科大、南科大在光明布局更多创新平台,支持澳门科学技术发展基金参与光明科学城科技创新。在多方资源优势相互叠加赋能下,光明科学城将会链接更高层级的创新资源,吸引更多高新技术企业、创新人才落户光明,产出更多科研成果,更好服务科技强国建设。

叶桂林表示,期待实验室在三方合作下,围绕太阳系天体形成与演化奥秘的科学问题,以及航天器防护、行星防御等领域技术问题的研究,在行星科学、新型防护材料研发等领域取得突破性成果,为我国深空探测事业提供坚实的技术支撑。

李行伟表示,澳门科技大学将充分发挥月球与行星科学国家重点实验室的科研优势,与大家携手攻克行星科学领域的关键技术难题,为服务国家深空探测等战略领域贡献“大湾区智慧”。

姜虹表示,南方科技大学将整合学校在空间科学、先进材料等领域的跨学科优势,与合作伙伴共同打造国际一流的行星科学研究高地,培养新时代复合型创新人才,助力大湾区综合性国家科学中心建设。

据介绍,该实验室作为月球与行星科学国家重点实验室的组成部分,将通过撞击实验与数值模拟结合的方式,为小行星防御、地外天体采样等国家任务提供技术支撑,服务深空探测、国防安全和新材料研发。

当天,澳门科技大学、南方科技大学等高校领导一行还参观了光明区城市规划展览馆及实验室。

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在真空环境下精准模拟每秒8-10公里宇宙级撞击速度

这台“国之重器”将推动深空与新材料前沿科技发展

作为国家战略科技力量的新成员,太阳系超高速撞击实验室配备了我国首台专门从事行星科学研究设计且性能参数达国际领先水平的超高速撞击实验装置。这一“国之重器”的启用,标志着我国在太阳系撞击物理研究、深空探测技术验证及极端条件材料测试领域拥有了国际先进的实验平台。

▲太阳系超高速撞击实验室。

在澳门科学技术发展基金支持下,澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室规划建设了该撞击实验室。经过周密选址论证,这一重要设施最终落户深圳市光明区凤凰街道东江科技园。

月球与行星科学国家重点实验室副主任、太阳系超高速撞击实验室主任祝梦华向记者介绍,“这台装置填补了国内行星科学专用超高速实验设备的空白,是名副其实的‘独一份’。其核心装置能够在真空环境下精准模拟高达每秒8-10公里的宇宙级撞击速度,这意味着我们能在实验室内,高度复现月球、火星等天体表面那些百万年甚至更久远的撞击坑形成过程。其综合性能参数达到国际顶尖行列。”

“上天”探秘与“入地”强基

实验室的核心价值首先体现在深空探测与行星防御领域。行星表面遍布的陨石坑是太阳系演化史的“活档案”。祝梦华强调,尽管超级计算机仿真在撞击研究中不可或缺,但其可靠性必须经过严格的地面实验标定与验证。“这正是我们实验室不可替代的关键作用。”通过将物理实验与数值模拟深度结合,实验室将系统解析诸如环形山形成机制、早期撞击事件对行星物质分异的影响等基础科学问题。

▲太阳系超高速撞击实验成果。

其实践意义更为重大。依托澳门科技大学在国家深空探测任务中的深厚积累及南方科技大学的学科交叉优势,实验室将为探测器着陆区安全评估、采样机构设计优化、防护材料性能验证等提供关键实验数据支撑。尤为重要的是,面对潜在的小行星撞击威胁,实验室将为小行星防御系统提供至关重要的实验平台。“我们可以模拟不同撞击参数对小行星轨道的影响,为灾害预警和主动防御偏转技术的研发积累基础数据和验证方案。”祝梦华说。

这台装置的“另一面”是其作为极端条件材料“试金石”的强大能力。“它既能模拟宇宙撞击‘上天’,也能测试材料性能‘入地’。”祝梦华说。实验室将与南方科技大学在光明科学城布局的材料基因组设施、光明高等研究院等平台深度联动,构建贯通“基础研究-应用开发-产业转化”创新链。

其产业赋能路径十分清晰。一方面,它可以测试航天器防护材料、特种合金等在超高速撞击下的韧性、强度等极限性能,优化设计以保障航天器安全抵御太空碎片撞击;另一方面,实验室通过与光明科学城布局的材料基因组等大科学装置协同,深入分析撞击下材料微观结构的瞬态变化,反向驱动新一代超强韧、耐极端环境新材料的研发。这些尖端研究成果还将溢出应用于航空航天安全测试、高性能汽车玻璃、特种防护装备等广阔的民用产业领域。

光明科学城再添战略支点

太阳系超高速撞击实验室的建成,是粤港澳大湾区科技协同创新的生动实践。实验室由月球与行星科学国家重点实验室副主任祝梦华任主任、南方科技大学丁忞教授任副主任共同领衔,初期整合澳门科技大学与南方科技大学优势科研力量,并计划持续引进海内外高层次人才。其学术委员会汇聚国内外顶尖专家,并与德国马赫研究所、北京大学、中国科学技术大学等知名机构建立了紧密合作关系。

对于光明科学城而言,这一重大设施的落户具有深远的战略意义。作为国家级实验室月球与行星科学国家重点实验室的重要延伸,它将承接中国探月工程后续任务、国家重点研发计划、国家国防科工局重大专项等国家级科研项目的核心实验验证工作,显著提升光明科学城在国家深空探测与空间安全体系中的战略支撑地位。同时,依托澳门科技大学的国际化桥梁作用,实验室为光明科学城深化与澳门乃至全球顶尖科研机构的合作开辟了新通道。更为关键的是,通过与材料基因组等区域内重大科技基础设施的集群效应和交叉融合,实验室将有力驱动光明科学城新材料、空天技术等战略性新兴产业集群向高端化、高质量发展。

展望未来,祝梦华表示:“实验室将聚焦重大基础科学问题和国家战略急需,贯通创新链条,与光明科学城内的科研平台深度协同,持续产出支撑深空探测与新材料突破的关键技术成果。同时,我们期待依托光明科学城的人才集聚优势和平台支撑,吸引更多优秀人才加入实验室,共同推动这一前沿领域发展。”

(作者:光明新闻全媒体记者 林彦君/文 李立治/图)
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