Trung Quốc xây dựng mặt trăng nhân tạo, mô phỏng điều kiện trọng lực thấp ngay tại Trái đất

Trung Quốc đã xây dựng một cơ sở nghiên cứu mô phỏng môi trường trọng lực thấp trên mặt trăng - và nó được lấy cảm hứng từ các thí nghiệm sử dụng nam châm để khiến một con ếch có thể bay.

Theo các nhà khoa học tham gia dự án, cơ sở này có thể cung cấp nghiên cứu có giá trị cho các hoạt động thăm dò Mặt Trăng của Trung Quốc . Nằm ở phía đông thành phố Từ Châu, thuộc tỉnh Giang Tô, bộ mô phỏng dự kiến sẽ chính thức ra mắt trong những tháng tới.

Nhà khoa học chính Li Ruilin, từ Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc, cho biết đây là “loại hình đầu tiên trên thế giới” và sẽ đưa mô phỏng mặt trăng lên một tầm cao mới.

Li cho biết trong một cuộc phỏng vấn hôm thứ Ba, bộ mô phỏng có thể làm cho lực hấp dẫn “biến mất”. Trong khi trọng lực thấp có thể đạt được trong máy bay hoặc tháp thả chỉ mang tính thời điểm. Li cho biết trong trình mô phỏng, hiệu ứng có thể "kéo dài bao lâu bạn muốn".

Ở tâm của nó là một buồng chân không chứa một “mặt trăng” nhỏ có đường kính 60cm (khoảng 2 feet). Cảnh quan mặt trăng nhân tạo được tạo thành từ đá và bụi nhẹ như trên mặt trăng - nơi có lực hấp dẫn mạnh bằng 1/6 lực hấp dẫn trên Trái đất - một phần là do được hỗ trợ bởi từ trường.

Khi trường đủ mạnh, từ tính xuất hiện và đẩy mọi thứ - từ ếch sống đến hạt dẻ - chống lại lực hấp dẫn.

Li, từ phòng thí nghiệm trọng điểm của trường đại học về cơ địa và kỹ thuật dưới lòng đất cho biết: “Một số thí nghiệm như kiểm tra va chạm chỉ cần vài giây [trong trình mô phỏng]. “Nhưng những thứ khác, chẳng hạn như thử nghiệm rão có thể mất vài ngày.”

Li cho biết ý tưởng này xuất phát từ các thí nghiệm của nhà vật lý người Nga Andre Geim khiến một con ếch có thể bay bằng nam châm - mà ông đã giành được giải Ig Nobel, tôn vinh khoa học “đầu tiên khiến mọi người cười, sau đó là suy nghĩ”, vào năm 2000. Geim, từ Đại học Manchester ở Anh, cũng đã giành được giải Nobel Vật lý năm 2010 cho công trình nghiên cứu về vật liệu mới, graphene.

Trung Quốc đang tìm cách dẫn đầu trong cuộc chạy đua không gian mới Mỹ. Điều đó bao gồm chương trình khám phá mặt trăng - được đặt theo tên của nữ thần mặt trăng thần thoại Chang'e - người có các sứ mệnh gần đây, bao gồm hạ cánh một tàu thám hiểm ở phía xa của mặt trăng vào năm 2019 và năm 2020 sau đó đưa các mẫu đá trở lại Trái đất lần đầu tiên sau 44 năm .

Tiếp theo, Trung Quốc muốn đưa các phi hành gia lên Mặt Trăng vào năm 2030 và thành lập một cở sở nghiên cứu chung về Mặt Trăng với Nga . Các nhà chức trách vũ trụ Trung Quốc cho biết hồi tháng trước, việc xây dựng trạm nghiên cứu có thể bắt đầu sớm nhất vào năm 2027 - sớm hơn nhiều năm so với kế hoạch - trong bối cảnh lo ngại về các động thái do Mỹ dẫn đầu nhằm đặt ra các quy tắc cho các hoạt động trên Mặt trăng trong tương lai. Nasa cũng có kế hoạch đưa các phi hành gia trở lại mặt trăng vào năm 2024 theo chương trình Artemis của mình.

Cơ sở Xuzhou dự kiến sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các sứ mệnh lên mặt trăng trong tương lai của Trung Quốc, bao gồm cả việc xây dựng cơ sở hạ tầng trên mặt trăng, Li nói.

Nó cho phép các nhà khoa học thử nghiệm thiết bị - và có khả năng ngăn chặn những tính toán sai lầm tốn kém - trong một mô phỏng môi trường mặt trăng khắc nghiệt, nơi đá và bụi có thể hoạt động theo một cách hoàn toàn khác so với trên Trái đất. Không có bầu khí quyển trên mặt trăng, nhiệt độ có thể thay đổi nhanh chóng và đột ngột, và trong điều kiện trọng lực thấp, các hạt đất liên kết với nhau lỏng lẻo hơn.

Nhiệm vụ Chang'e 5 quay trở lại với các mẫu đá vào tháng 12 năm 2020, nhưng không có nhiều mẫu như kế hoạch vì mũi khoan gặp phải lực cản bất ngờ. Các sứ mệnh trước đây của Liên Xô và Mỹ cũng gặp phải những vấn đề tương tự.

Các thí nghiệm được thực hiện trên một thiết bị mô phỏng nguyên mẫu nhỏ hơn cho thấy lực cản của mũi khoan trên mặt trăng có thể cao hơn nhiều so với dự đoán của các mô hình lý thuyết, theo một bài báo của nhóm Từ Châu được công bố trên Tạp chí Đại học Khai thác và Công nghệ Trung Quốc vào tuần trước.