Chiny zbudowały ośrodek badawczy, który symuluje środowisko niskiej grawitacji na Księżycu – i został zainspirowany eksperymentami z wykorzystaniem magnesów do lewitacji żaby.

Według naukowców zaangażowanych w projekt obiekt może zapewnić cenne badania dla chińskich działań związanych z eksploracją Księżyca.

Symulator, zlokalizowany we wschodnim mieście Xuzhou, w prowincji Jiangsu, ma zostać oficjalnie uruchomiony w nadchodzących miesiącach.

Główny naukowiec Li Ruilin z Chińskiego Uniwersytetu Górnictwa i Technologii powiedział, że jest to „pierwszy tego typu obiekt na świecie” i przeniesie symulację Księżyca na zupełnie nowy poziom.

Symulator może sprawić, że grawitacja „zniknie”, powiedział Li we wtorkowym wywiadzie.

Chociaż niską grawitację można osiągnąć w samolocie lub wieży zrzutowej, jest to chwilowe.

Li powiedział w symulatorze, że efekt może „trwać tak długo, jak chcesz”.

W jego sercu znajduje się komora próżniowa, w której znajduje się mini „księżyc” o średnicy 60 cm (około 2 stóp).

Sztuczny księżycowy krajobraz składa się ze skał i pyłu, które są tak lekkie jak te na Księżycu – gdzie grawitacja jest mniej więcej jedna szósta mocy grawitacji na Ziemi – częściowo dlatego, że są wspierane przez pole magnetyczne.

Kiedy pole jest wystarczająco silne, może magnetyzować i lewitować różne rzeczy – od żywej żaby po kasztan – wbrew sile grawitacji. „Niektóre eksperymenty, takie jak test udarności, wymagają zaledwie kilku sekund [w symulatorze]” – powiedział Li z państwowego kluczowego laboratorium geomechaniki i inżynierii głębinowej na uniwersytecie. „Ale inne, takie jak testy pełzania, mogą zająć kilka dni”. Li powiedział, że pomysł wyszedł z eksperymentów urodzonego w Rosji fizyka Andre Geima, by lewitować żabę z magnesem – za co otrzymał Nagrodę Ig Nobla, świętującą naukę, która „najpierw rozśmiesza ludzi, a potem myśli” w 2000 roku.

Geim z Uniwersytetu w Manchesterze w Anglii otrzymał również Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2010 roku za pracę nad grafenem.

Odpowiadając na podejście South China Morning Post, Geim powiedział, że jest zadowolony, że jego „eksperymenty czysto edukacyjne dotyczące lewitacji diamagnetycznej doprowadziły do ​​zastosowania w eksploracji kosmosu”. „Lewitacja magnetyczna z pewnością nie jest tym samym, co antygrawitacja, ale istnieje wiele sytuacji, w których naśladowanie mikrograwitacji przez pola magnetyczne może być nieocenione w oczekiwaniu na nieoczekiwane w badaniach kosmicznych”. Chiny starają się objąć prowadzenie w nowym międzynarodowym wyścigu kosmicznym ze Stanami Zjednoczonymi.

Obejmuje to program eksploracji Księżyca – nazwany na cześć mitycznej bogini księżyca Chang'e – której ostatnie misje obejmują lądowanie łazikiem po drugiej stronie Księżyca w 2019 r., a w 2020 r. przyniesienie próbek skał z powrotem na Ziemię po raz pierwszy od 44 lat .

Następnie Chiny chcą wylądować astronautów na Księżycu do 2030 roku i stworzyć wspólną bazę badawczą Księżyca z Rosją.

Chińskie władze kosmiczne poinformowały w zeszłym miesiącu, że budowa stacji badawczej może rozpocząć się już w 2027 r. – lata przed terminem – w związku z obawami związanymi z prowadzonymi przez USA działaniami w celu ustalenia zasad przyszłych działań księżycowych.

NASA planuje również wysłać astronautów z powrotem na Księżyc do 2024 roku w ramach programu Artemis.

Oczekuje się, że obiekt w Xuzhou odegra kluczową rolę w przyszłych chińskich misjach księżycowych, w tym w budowaniu infrastruktury na Księżycu, powiedział Li.

Pozwoli to naukowcom przetestować sprzęt – i potencjalnie zapobiec kosztownym błędom obliczeniowym – w symulacji ekstremalnego środowiska księżycowego, w którym skały i pył mogą zachowywać się w zupełnie inny sposób niż na Ziemi.

Na Księżycu nie ma atmosfery, temperatura może zmieniać się szybko i dramatycznie, a przy niskiej grawitacji cząstki gleby są ze sobą luźniej związane.

Misja Chang’e 5 powróciła z próbkami skał w grudniu 2020 r., ale nie było ich tak dużo, jak planowano, ponieważ wiertło napotkało nieoczekiwany opór.

Poprzednie misje Związku Radzieckiego i USA miały podobne problemy.

Według artykułu zespołu z Xuzhou opublikowanego w zeszłym tygodniu w Journal of China University of Mining and Technology, eksperymenty przeprowadzone na mniejszym prototypowym symulatorze sugerowały, że opór wiertła na Księżycu może być znacznie wyższy niż przewidywany przez modele teoretyczne.

Według Li, symulator księżyca może być również wykorzystany do sprawdzenia, czy nowa technologia, taka jak drukowanie 3D, może zostać wykorzystana do budowy struktur na powierzchni Księżyca.

Powiedział, że może pomóc ocenić, czy można tam zbudować stałą osadę ludzką, w tym kwestie takie jak to, jak dobrze powierzchnia zatrzymuje ciepło. „Niektóre eksperymenty przeprowadzane w symulowanym środowisku mogą również dać nam kilka ważnych wskazówek, takich jak gdzie szukać wody uwięzionej pod powierzchnią” – powiedział.

Symulowanie surowego środowiska księżycowego na Ziemi nie było łatwym zadaniem – potrzebna siła magnetyczna jest tak duża, że ​​może rozerwać elementy, takie jak przewody nadprzewodnikowe.

Dodaj do tego wiele metalowych elementów potrzebnych do komory próżniowej, które nie działają prawidłowo w pobliżu silnego magnesu.Li powiedział, że zespół opracował szereg innowacji technicznych, aby obejść te wyzwania, w tym symulację pyłu księżycowego, który może łatwiej unosić się w polu magnetycznym, oraz zastąpienie stali aluminium w niektórych kluczowych komponentach.

Powiedział, że chińska placówka będzie otwarta dla naukowców z całego świata.

Dotyczy to również fizyka Geima z Wielkiej Brytanii. „Zdecydowanie zapraszamy profesora Geima do przyjścia i podzielenia się z nami kolejnymi wspaniałymi pomysłami” – powiedział Li.

bbabo.Net