چین برای آزمایش‌های گرانشی ماه مصنوعی ساخته است
دانشمندان چین یک مرکز تحقیقاتی «ماه مصنوعی» ساخته‌اند که آن‌ها را قادر می‌سازد تا محیط‌های کم-گرانش مانند ماه را با استفاده از نیروی مغناطیسی شبیه‌سازی کنند.
این تأسیسات که برای راه‌اندازی رسمی در سال ۲۰۲۲ برنامه‌ریزی شده است از میدان‌های مغناطیسی قدرتمند درون یک محفظه‌ی خلاء به قطر ۶۰ سانتی‌متر استفاده خواهد کرد تا گرانش را خنثی کند. برای توسعه‌ی این فناوری، دانشمندان از یک آزمایش که از آهنربا برای معلق کردن قورباغه استفاده می‌کرد، الهام گرفتند.
گفتنی است چندی پیش هم خورشید مصنوعی چین موفق به ثبت یک رکورد در زمینه‌ی دستیابی طولانی‌مدت به دماهای شدید شده بود. ماه مصنوعی اما کاربردهای دیگری دارد. به گفته‌ی «لی رویلین» (Li Ruilin) مهندس ژئوتکنیک دانشگاه معدن و فناوری چین، این محفظه که برای شبیه‌سازی سطح ماه با سنگ، غبار و سنگ‌پوشه پر می‌شود، نخستین نمونه در نوع خود در جهان است و می‌تواند چنین شرایط کم گرانشی را تا زمانی که بخواهید حفظ کند.
دانشمندان قصد دارند از این تأسیسات برای آزمایش فناوری در محیط‌های طولانی‌مدت کم‌گرانش پیش از فرستادن آن به ماه که گرانش در آن یک‌ششم زمین است، استفاده کنند. این ماه مصنوعی به آن‌ها امکان می‌دهد تا هر گونه پیچیدگی فنی پرهزینه را برطرف و سازه‌های خاصی را که در سطح ماه پابرجا می‌مانند، شناسایی کنند. بدین ترتیب می‌توان امکان پایداری یک زیستگاه انسانی روی ماه را با هزینه‌ای بسیار پایین‌تر بررسی کرد.
تأسیسات آزمایش ماه مصنوعی چین
لی گفت: «برخی آزمایش‌ها مانند آزمایش ضربه، فقط به چند ثانیه در شبیه‌ساز نیاز دارند اما چیزهای دیگر مانند آزمایش خزش، ممکن است چندین روز طول بکشند. آزمایش خزش، میزان تغییر شکل تدریجی یک ماده را تحت دما و تنش ثابت اندازه‌گیری می‌کند.»
به گفته‌ی پژوهشگران، الهام‌بخش این محفظه‌ی شبیه‌ساز ماه، «آندره گیم» (Andre Geim) فیزیکدان دانشگاه منچستر در بریتانیا بود که در سال ۲۰۰۰ جایزه‌ی طنز «ایگ نوبل» (Ig Nobel) را برای ابداع آزمایش که یک قورباغه را با آهنربا شناور کرد، برنده شد.
ترفند معلق‌سازی که توسط گیم استفاده می‌شد و اکنون در محفظه‌ی ماه مصنوعی به‌کار رفته است، از اثری به نام شناور دیامغناطیسی ناشی می‌شود. اتم‌ها از هسته‌های اتمی و الکترون‌های ریز تشکیل شده‌اند که در حلقه‌های کوچکی از جریان به دور آن‌ها می‌چرخند. این جریان‌های متحرک به نوبه‌ی خود میدان‌های مغناطیسی کوچکی را القا می‌کنند اما معمولا میدان‌های مغناطیسی تصادفی همه‌ی اتم‌های یک جسم، چه متعلق به یک قطره‌ی آب باشد یا یک قورباغه، در برهم‌کنش با هم از بین می‌روند و هیچ مغناطیسی در سطح ماده ظاهر نمی‌شود.
طرحی گرافیکی از تأسیسات خورشید مصنوعی چین
Credit: South China Morning Post
با این وجود اگر یک میدان مغناطیسی خارجی بر آن اتم‌ها اعمال شود، همه چیز تغییر می‌کند؛ الکترون‌ها حرکت خود را تغییر می‌دهند و میدان مغناطیسی خود را برای مخالفت با میدان اعمال شده، تولید می‌کنند. اگر آهنربای خارجی به اندازه‌ی کافی قوی باشد، نیروی دافعه‌ی مغناطیسی میان آن و میدان اتم‌ها به اندازه‌ی کافی قدرتمند می‌شود که بر گرانش غلبه کند و جسم را چه یک قطعه‌ی پیشرفته از فناوری‌های ماه باشد یا یک دوزیست، در هوا معلق کند.
آزمایش‌های تکمیلی در این اتاقک شبیه‌ساز ماه، برای کمک به برنامه‌ی کاوش ماه چین با نام «چانگ‌ای» (Chang’e) استفاده خواهد شد. این برنامه شامل ماه‌نورد چانگ‌ای ۴ است که در سال ۲۰۱۹ در سمت دور ماه فرود آمد و چانگ‌ای ۵ که نمونه‌های سنگی را در سال ۲۰۲۰ از سطح ماه جمع‌آوری کرد. چین همچنین اعلام کرده است که تا سال ۲۰۲۹ یک ایستگاه تحقیقاتی در قطب جنوب ماه تأسیس خواهد کرد.
عکس کاور: ماه بر فراز شهر چنگدو چین
Credit: Getty Images
منبع: Live Science
