Иммитатор Луны может предоставить ценную информацию для
изучения деятельности Китая по исследованию Луны. Фото: АФП
Стивен Чен, 12 января 2022 г
Говорят, что она является первой в своем роде и может сыграть ключевую роль в будущих лунных миссиях страны. Пейзаж поддерживается магнитным полем и был вдохновлен экспериментами по левитации лягушки.
Китайцы построили исследовательский центр, который имитирует среду с низкой гравитацией на Луне, и их вдохновили эксперименты с использованием магнитов для левитации лягушки.
По мнению ученых, участвовавших в проекте, этот объект мог бы обеспечить ценные сведения для изучения луны в Китае. Ожидается, что иммитатор, расположенный в восточном городе Сюйчжоу, провинция Цзянсу, будет официально запущен в ближайшие месяцы.
Ведущий ученый Ли Жуйлинь из Китайского горнотехнического университета сказал, что это «первый в своем роде в мире» аппарат, который выведет моделирование Луны на совершенно новый уровень. Тренажер может заставить гравитацию «исчезнуть», сказал Ли в интервью во вторник. Хотя низкая гравитация может быть достигнута в самолете или падающей башне, она мгновенна. Ли сказал, что в тренажере эффект может «длиться столько, сколько вы хотите».
В центре иммитатора находится вакуумная камера с мини-«луной», диаметром 60 см (около 2 футов). Искусственный лунный ландшафт состоит из камней и пыли, таких же легких, как и на Луне, где гравитация составляет примерно одну шестую силы гравитации Земли, 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 тренажере]», — сказал Ли из центральной государственной университетской лаборатории геотехники и глубокого подземного проектирования. «Однако такие, как испытание на изгиб, могут занять несколько дней». Ли сказал, что идея родилась в результате экспериментов физика русского происхождения Андрея Гейма по левитации лягушки с помощью магнита, за что он получил Нобелевскую премию, чествуя науку, которая «заставляет людей сначала смеяться, а потом думать».
Гейм из Манчестерского университета в Англии получил также Нобелевскую премию по физике в 2010 году за свою работу по графену.
Китай стремится перехватить инициативу в новой международной космической гонке с Соединенными Штатами. Это включает его программу исследования Луны, названную в честь мифической лунной богини Чангэ, недавние миссии которой 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. В прошлом месяце китайские космические власти заявили, 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 снова отправить астронавтов 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 лунной инфраструктуры, сказал Ли. Это позволит ученым протестировать оборудование и потенциально предотвратить дорогостоящие ошибки в моделировании экстремальных условий на Луне, 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 слабее связаны друг с другом.
Миссия Чангэ-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.
Согласно статье команды Сюйчжоу, опубликованной на прошлой неделе в Журнале Китайского горнотехнического университета, эксперименты, проведенные на меньшем прототипе иммитатора, показали, что сопротивление сверлению на Луне может быть намного выше, чем предсказывают теоретические модели.
По словам Ли, модель Луны можно также использовать для проверки возможности применения новых технологий, таких как 3D-печать, для создания структур на поверхности Луны. 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 грунтовую воду», — сказал он.
Моделирование на Земле суровых лунных условий было непростой задачей — необходимая магнитная сила настолько велика, что может разорвать такие компоненты, как сверхпроводящие проводники. Добавьте к этому множество металлических компонентов, необходимых для вакуумной камеры, которые не работают должным образом вблизи мощного магнита.
Ли сказал, что команда разработала ряд технических новшеств, чтобы обойти эти проблемы, в том числе, моделирование лунной пыли, которая может легко плавать в магнитном поле, и замену стали на алюминий в некоторых ключевых компонентах.
Он сказал, что китайский объект будет открыт для исследователей всего мира, включая британского физика Гейма.
«Мы определенно ожидаем, что профессор Гейм приедет и поделится с нами новыми замечательными идеями», — сказал Ли.
Стивен Чен
Стивен Чен рассматривает крупные исследовательские проекты в Китае, новом центре научных и технологических инноваций. Он работает в Post с 2006 года. Он — выпускник университета в Шаньту, Гонконгского университета науки и технологии и программы «Семестр на море», которую он посещал, получая полную стипендию от Seawise Foundation.
| Перевод: Miriam Argaman | |
Опубликовано в блоге "Трансляриум" | |
Комментариев нет:
Отправить комментарий