Китай построил "искусственную Луну" имитирующую условия низкой гравитации

Китай построил исследовательскую установку, имитирующую условия низкой гравитации на Луне, на создание которой его вдохновили эксперименты с использованием магнитов для левитации лягушки.

По словам ученых, участвовавших в проекте, установка может стать ценным источником исследований для китайской деятельности по освоению Луны. Расположенный в восточном городе Сюйчжоу, в провинции Цзянсу, симулятор, как ожидается, будет официально запущен в ближайшие месяцы.

Ведущий ученый Ли Руйлин из Китайского горно-технологического университета сказал, что это "первый в своем роде тренажер в мире", который выведет лунную симуляцию на совершенно новый уровень.

Симулятор может заставить гравитацию "исчезнуть", сказал Ли в интервью во вторник. Хотя низкой гравитации можно добиться в самолете или на вышке, она кратковременна. Ли сказал, что в симуляторе этот эффект может "длиться столько, сколько вы захотите".

В центре тренажера находится вакуумная камера, в которой размещена мини-луна диаметром 60 см. Искусственный лунный ландшафт состоит из камней и пыли, которые такие же легкие, как на Луне, где сила тяжести примерно на одну шестую 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.

"Некоторые эксперименты, такие как испытание на удар, требуют всего нескольких секунд в симуляторе", - говорит Ли из государственной ведущей лаборатории геомеханики и глубокого подземного строительства университета. "Но другие, такие как испытания на ползучесть, могут занять несколько дней".

Ли сказал, что идея пришла от экспериментов физика русского происхождения Андре Гейма по левитации лягушки с помощью магнита, за которые он в 2000 году получил Нобелевскую премию, присуждаемую науке, которая "сначала заставляет людей смеяться, а потом думать". Гейм из Манчестерского университета в Англии также получил Нобелевскую премию по физике в 2010 году за работу над графеном.

Китай стремится занять лидирующие позиции в новой международной космической гонке с Соединенными Штатами. Это включает в себя программу исследования Луны, названную в честь мифической лунной богини Чанъэ. Среди последних миссий - посадка ровера на дальнюю сторону Луны в 2019 году, а в 2020 году возвращение образцов породы 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 китайское космическое агентство заявило, что строительство исследовательской станции может начаться уже в 2027 году - на годы раньше запланированного срока - на фоне опасений по поводу шагов США по установлению правил будущей лунной деятельности. Nasa также планирует отправить астронавтов на Луну к 2024 году в рамках своей программы Artemis.

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

Он позволит ученым тестировать оборудование и, возможно, предотвращать дорогостоящие просчеты в имитации экстремальной лунной среды, где камни и пыль могут вести себя совершенно иначе, чем на Земле. На Луне нет атмосферы, температура может меняться быстро и резко, а в условиях низкой гравитации частицы грунта более слабо связаны друг с другом.

Миссия "Чанъэ-5" вернулась с образцами пород в декабре 2020 года, но их было не так много, как планировалось, потому что бур столкнулся с неожиданным сопротивлением. Предыдущие миссии Советского Союза и США сталкивались с подобными проблемами.

Эксперименты, проведенные на меньшем прототипе симулятора, показали, что сопротивление бурения на Луне может быть гораздо выше, чем предсказывают теоретические модели, говорится в статье команды из Сюйчжоу, опубликованной на прошлой неделе в журнале Китайского университета горного дела и технологий.

По словам Ли, лунный симулятор также может быть использован для проверки возможности использования новых технологий, таких как 3D-печать, для создания структур на лунной поверхности. По его словам, это поможет 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, запертую под поверхностью", - сказал он.

Имитация суровой лунной среды на Земле была непростой задачей - магнитное притяжение настолько сильное, что может разорвать такие компоненты, как сверхпроводящие провода. Добавьте к этому множество металлических компонентов, необходимых для вакуумной камеры, которые не могут нормально функционировать вблизи мощного магнита.

Китайский объект будет открыт для исследователей со всего мира.