Китай построил исследовательский центр, который имитирует среду с низкой гравитацией на Луне, и его вдохновили эксперименты с использованием магнитов для левитации лягушки.

По словам ученых, участвовавших в проекте, объект может предоставить ценные исследования для деятельности Китая по исследованию Луны. Ожидается, что симулятор, расположенный в восточном городе Сюйчжоу, провинция Цзянсу, будет официально запущен в ближайшие месяцы.

Ведущий ученый Ли Жуйлинь из Китайского университета горного дела и технологии сказал, что это «первый в своем роде в мире» аппарат, который выведет моделирование Луны на совершенно новый уровень.

Симулятор может заставить гравитацию «исчезнуть», сказал Ли в интервью во вторник. В то время как низкая гравитация может быть достигнута в самолете или падающей башне, она мгновенна. Ли сказал в симуляторе, что эффект может «длиться столько, сколько вы хотите».

В его основе находится вакуумная камера, в которой находится мини-«луна» диаметром 60 см. Искусственный лунный ландшафт состоит из камней и пыли, таких же легких, как и на Луне, где гравитация примерно в шесть раз меньше, чем на Земле, отчасти потому, что они поддерживаются магнитным полем.

Когда поле достаточно сильное, оно может намагничивать и левитировать предметы — от живой лягушки до каштана — против силы гравитации.

«Некоторым экспериментам, таким как испытание на удар, требуется всего несколько секунд [в симуляторе]», — сказал Ли из ключевой государственной лаборатории университета по геомеханике и глубокому подземному строительству. «Но другие, такие как испытания на ползучесть, могут занять несколько дней».

Ли сказал, что идея родилась в результате экспериментов физика российского происхождения Андрея Гейма по левитации лягушки с помощью магнита, за что он получил Шнобелевскую премию, отмечая науку, которая «сначала заставляет людей смеяться, а затем думать». Гейм из Манчестерский университет в Англии также получил Нобелевскую премию по физике в 2010 году за свою работу по графену.

Китай стремится взять на себя инициативу в новой международной космической гонке с Соединенными Штатами. Это включает в себя его программу исследования Луны, названную в честь мифической лунной богини Чанъэ, ​​чьи недавние миссии включают посадку марсохода на обратной стороне Луны в 2019 году, а в 2020 году — доставку образцов горных пород на Землю впервые за 44 года.

Далее Китай хочет высадить астронавтов на Луну к 2030 году и создать совместную с Россией лунную исследовательскую базу.

Китайские космические власти заявили в прошлом месяце, что строительство исследовательской станции может начаться уже в 2027 году — на несколько лет раньше запланированного срока — на фоне опасений по поводу действий США по установлению правил будущей лунной деятельности. NASA также планирует отправить астронавтов обратно на Луну к 2024 году в рамках своей программы Artemis.

Ожидается, что объект в Сюйчжоу будет играть ключевую роль в будущих лунных миссиях Китая, включая создание инфраструктуры на Луне, сказал Ли.

Это позволит ученым протестировать оборудование — и потенциально предотвратить дорогостоящие просчеты — в моделировании экстремальных лунных условий, где камни и пыль могут вести себя совершенно иначе, чем на Земле.

На Луне нет атмосферы, температура может меняться быстро и резко, а при низкой гравитации частицы грунта более слабо связаны друг с другом.

Миссия Chang’e 5 вернулась с образцами породы в декабре 2020 года, но их было не так много, как планировалось, потому что бур столкнулся с неожиданным сопротивлением. У предыдущих миссий Советского Союза и США были аналогичные проблемы.

Эксперименты, проведенные на меньшем прототипе симулятора, показали, что сопротивление сверления на Луне может быть намного выше, чем предсказывают теоретические модели, согласно статье команды Сюйчжоу, опубликованной на прошлой неделе в Журнале Китайского университета горного дела и технологии.

По словам Ли, симулятор луны также можно использовать для проверки возможности использования новых технологий, таких как 3D-печать, для создания структур на лунной поверхности.

По его словам, это может помочь оценить, можно ли построить там постоянное человеческое поселение, включая такие вопросы, как то, насколько хорошо поверхность удерживает тепло.

«Некоторые эксперименты, проведенные в смоделированной среде, также могут дать нам некоторые важные подсказки, например, где искать воду, попавшую под поверхность», — сказал он.

Моделирование суровых лунных условий на Земле было непростой задачей — необходимая магнитная сила настолько сильна, что может разорвать такие компоненты, как сверхпроводящие провода. Добавьте к этому множество металлических компонентов, необходимых для вакуумной камеры, которые не работают должным образом рядом с мощным магнитом.

Ли сказал, что команда разработала ряд технических новшеств, чтобы обойти эти проблемы, включая моделирование лунной пыли, которая может легче плавать в магнитном поле, и замену стали на алюминий в некоторых ключевых компонентах.

Он сказал, что китайский объект будет открыт для исследователей со всего мира.

bbabo.Net