Trung Quốc xây dựng một cơ sở nghiên cứu mô phỏng môi trường trọng lực thấp trên Mặt Trăng, lấy cảm hứng từ thí nghiệm sử dụng nam châm để làm ếch bay lơ lửng.
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 khám phá Mặt Trăng của Trung Quốc. Nằm ở phía đông thành phố Từ Châu, thuộc tỉnh Giang Tô, cơ sở nghiên cứu môi trường mô phỏng này dự kiến sẽ được ra mắt trong những tháng tới.
Trưởng nhóm nghiên cứu Li Ruilin đến từ Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc, cho biết đây là "loại hình môi trường mô phỏng trọng trọng lực trên Mặt Trăng đầu tiên trên thế giới".
"Môi trường mô phỏng có thể khiến trọng lực 'biến mất'. Trọng lực thấp có thể được tạo ra khi con người đi trên máy bay, nhưng hiệu ứng này chỉ mang tính thời điểm. Trong môi trường mô phỏng, hiệu ứng này có thể kéo dài bao lâu tùy ý", ông Li cho biết trong một cuộc phỏng vấn vào hôm thứ 3 vừa qua.
Ở trung tâm của cơ sở là buồng chân không chứa một "Mặt Trăng" cỡ nhỏ có đường kính 60 cm. Cảnh quan Mặt Trăng nhân tạo được tạo thành từ đá và bụi nhẹ như trên Mặt Trăng thật. Tại đây, trọng lực chỉ bằng 1/6 trọng lực của Trái Đất nhờ sự hỗ trợ của từ trường. Khi từ trường đủ mạnh, nó có thể từ hóa và khiến mọi vật bay lơ lửng từ một con ếch sống tới hạt dẻ.
 |
Buồng chân không ở trung tâm môi trường mô phỏng chứa Mặt Trăng nhân tạo đường kính 60 cm (Ảnh: SCMP) |
"Một số thí nghiệm như thử nghiệm va chạm chỉ cần vài giây trong môi trường mô phỏng", ông Li giải thích. "Nhưng những thí nghiệm khác như thử nghiệm leo trèo hay bò trườn có thể cần tới vài ngày".
Theo ông Li, ý tưởng này xuất phát từ thí nghiệm khiến ếch bay lơ lửng bằng nam châm của nhà vật lý người Nga Andre Geim đoạt giải Ig Nobel vào năm 2000. Geim, giáo sư ở Đại học Manchester, Anh, cũng từng giành giải Nobel Vật lý năm 2010 cho công trình về graphene. Trả lời phỏng vấn tờ SCMP, ông Geim cho biết ông cảm thấy rất vui vì thí nghiệm của ông trở nên hữu ích trong việc khám phá không gian.
"Đệm từ không hẳn là phản hấp dẫn, nhưng có vô số tình huống trong đó việc mô phỏng vi trọng lực bằng từ trường có thể hữu ích trong nghiên cứu không gian", ông Geim chia sẻ.
Trung Quốc đang tìm cách dẫn đầu trong một cuộc chạy đua không gian với Mỹ bằng một chương trình khám phá Mặt Trăng có tên Chang'e. Chương trình này bao gồm nhiệm vụ đưa robot tự hành lên vùng tối của Mặt Trăng năm 2019, mang mẫu đá Mặt Trăng về Trái Đất trong năm 2020.
Tiếp theo, Trung Quốc muốn đưa các phi hành gia lên Mặt Trăng vào năm 2030 và thành lập một cơ sở nghiên cứu về Mặt Trăng cùng với Nga. Các nhà chức trách vũ trụ Trung Quốc vào tháng trước cho biết 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 mô phỏng môi trường trọng lực thấp 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, ông Li chia sẻ.
Nó sẽ 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 đột ngột, và trong điều kiện trọng lực thấp các hạt đất sẽ có liên kết rời rạc hơn.
Theo Li, thiết bị mô phỏng Mặt Trăng cũng có thể được sử dụng để kiểm tra xem liệu công nghệ mới như in 3D có thể được sử dụng để xây dựng các công trình trên bề mặt Mặt Trăng hay không. Nó cũng giúp đánh giá khả năng thiết lập khu định cư lâu dài cho con người, bao gồm vấn đề như mặt đất hấp thụ nhiệt tốt tới mức nào.
“Một số thí nghiệm được thực hiện trong môi trường mô phỏng cũng có thể cho chúng ta một số manh mối quan trọng, chẳng hạn như việc tìm kiếm nguồn nước dưới bề mặt của Mặt Trăng", ông Li chia sẻ.
Mô phỏng môi trường khắc nghiệt của Mặt Trăng trên Trái Đất không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, yêu cầu lực từ trường mạnh đến mức đủ để làm đứt các bộ phận như dây điện siêu dẫn. Ngoài ra, nhiều bộ phận kim loại cần dùng trong buồng chân không không hoạt động bình thường khi ở gần nam châm mạnh.
Li cho biết nhóm đã đưa ra một số cải tiến kỹ thuật để có thể vượt qua những thách thức này, bao gồm việc thay thế thép bằng nhôm trong một số bộ phận quan trọng.
Ông cho biết cơ sở mô phỏng môi trường trọng lực thấp này sẽ mở cửa đón các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới, trong đó có cả nhà vật lý Geim. "Chúng tôi rất hoan nghênh chào đón giáo sư Geim và mong rằng ông ấy sẻ nhiều ý tưởng tuyệt vời hơn với chúng tôi", ông Li chia sẻ.
Theo SCMP
