Китай строит небольшую "искусственную луну" для гравитационных экспериментов
Китайские исследователи недавно разработали установку, предлагающую среду с низкой гравитацией с помощью магнетизма для имитации лунных условий. Приборы будут протестированы внутри аппарата перед отправкой на Луну.
Искусственная луна для экспериментов с низкой гравитацией
Расположенный в городе Сюйчжоу, этот низкогравитационный тренажер должен быть официально введен в эксплуатацию в ближайшие месяцы. Установка будет использовать мощные магнитные поля внутри камеры диаметром шестьдесят сантиметров, куда будут помещаться камни и пыль, чтобы испытать технологии в длительных условиях низкой гравитации перед отправкой на Луну. Напомним, что лунная гравитация составляет лишь одну шестую часть от земной.
По словам Ли Жуйлиня, инженера-геотехника из Горно-технологического университета Китая, камера является "первой в своем роде в мире", предлагающей условия низкой гравитации "сколько угодно долго", выводя лунную симуляцию на совершенно новый уровень. В то время как некоторые эксперименты, например, ударные испытания, обычно длятся всего несколько секунд, другие, например, предназначенные для деформации металла при очень высоких температурах и давлении (испытания на ползучесть), могут длиться несколько дней.
Диамагнитная левитация
На создание этой установки исследователей вдохновила работа Андре Гейма, физика из Манчестерского университета (Великобритания). В 2000 году он был удостоен сатирической Шнобелевской премии за разработку эксперимента по плаванию лягушки с помощью магнита. Кстати, он также был со-лауреатом Нобелевской премии по физике в 2010 году вместе с Константином Новоселовым.
Трюк с левитацией, использованный Геймом, был основан на эффекте диамагнитной левитации. Напомним, что атомы состоят из ядер и электронов, которые вращаются вокруг них. Эти движения индуцируют крошечные магнитные поля. Обычно эти магнитные поля имеют случайную ориентацию. Сложите все магнитные поля объекта или любого другого материала, и все эти крошечные магнитные поля отменят друг друга. Поэтому никакого магнетизма не проявляется.
Однако если приложить к этим атомам внешнее магнитное поле, электроны изменят свое движение. Затем они будут создавать собственное магнитное поле, противодействующее приложенному полю. Если внешний магнит достаточно силен, сила магнитного отталкивания между ним и полем атомов сама станет достаточно сильной, чтобы преодолеть гравитацию. После этого вы сможете левитировать предмет.
Испытания в этой камере будут использоваться в китайской программе освоения Луны. В марте 2021 года глава Китайского национального космического агентства Чжан Кэцзянь подписал соглашение с Россией о создании научной станции на Луне и/или вокруг нее. В более долгосрочной перспективе целью будет установление постоянного присутствия человека.