Trung Quốc xây dựng Mặt trăng nhân tạo, nhưng mô phỏng lực hấp dẫn bằng nam châm!

Mỹ không phải là quốc gia duy nhất muốn quay trở lại Mặt trăng. Trung Quốc cũng đang lên kế hoạch cho các sứ mệnh lên Mặt trăng trong tương lai để cạnh tranh với các nỗ lực của NASA - và họ thậm chí còn đang nghiên cứu và xây dựng một cơ sở nghiên cứu mô phỏng môi trường trọng lực thấp trên Mặt trăng.

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đang phát triển một cơ sở có thể mô phỏng lực hấp dẫn của bề mặt Mặt trăng, tờ South China Morning Post đưa tin. Mặt trăng nhân tạo sẽ là một buồng chân không sử dụng từ trường mạnh để tái tạo môi trường trọng lực thấp.

Nó dự kiến sẽ được xây dựng trong một vài tháng. Sau khi chính thức hoạt động, nó sẽ làm cho trọng lực "biến mất" hoặc "tồn tại bao lâu tùy thích", Li Ruilin, một kỹ sư địa kỹ thuật tại Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc chia sẻ.

Trung Quốc đang tìm cách dẫn đầu trong một cuộc chạy đua không gian quốc tế mới với Mỹ. Chương trình thám hiểm Mặt trăng của Trung Quốc đã hạ cánh thành công một tàu thăm dò ở vùng tối của hành tinh này vào năm 2019 và năm 2020, đặc biệt là mang các mẫu đá trở về 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 cơ sở nghiên cứu chung về Mặt trăng với Nga. Các nhà chức trách Trung Quốc cho biết việc xây dựng trạm nghiên cứu có thể bắt đầu vào năm 2027, sớm hơn nhiều năm so với kế hoạch.

Hiện tại, việc mô phỏng lực hấp dẫn thấp trên Trái Đất đòi hỏi phải bay trên một chiếc máy bay để bay lên một độ cao nhất định rồi tiến hành rơi tự do trong vài phút.

Các nhà phát triển của dự án này giải thích rằng thiết bị mô phỏng Mặt trăng mới, là một cỗ máy chứa một buồng chân không, chứa một “Mặt trăng” nhỏ chỉ có kích thước đường kính là 60 cm - nó có thể mô phỏng trọng lực thấp hoặc không trọng lực trong bao lâu tùy thích và đủ lớn để các nhà nghiên cứu thử nghiệm một số thiết bị và công cụ để xem chúng phản ứng như thế nào với môi trường trọng lực thấp của Mặt trăng.

Bên trong "căn phòng" mô phỏng, họ đã tạo ra một cảnh quan Mặt trăng nhân tạo, được tạo thành từ đá và bụi nhẹ như những gì được tìm thấy trên bề mặt của Mặt trăng.

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (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 ở Từ Châu sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các sứ mệnh khám phá vũ trụ tương lai của Trung Quốc, trong đó có việc xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt trăng. Tại đây, các nhà khoa học sẽ thử nghiệm thiết bị và giảm thiểu những tính toán sai lầm tốn kém do khác biệt môi trường. Đá và bụi trên Mặt trăng có thể hoạt động hoàn toàn khác so với trên Trái Đất. Nơi đây cũng không có bầu khí quyển, nhiệt độ thay đổi đột ngột và trọng lực thấp.

Lực hấp dẫn trên Mặt trăng mạnh bằng 1/6 trên Trái Đất và bên trong phòng trọng lực nhân tạo, nhóm nghiên cứu sử dụng từ trường mạnh để mô phỏng "hiệu ứng bay" của lực hấp dẫn thấp.

Khái niệm sử dụng từ trường để bay lên đến từ nhà vật lý người Nga Andre Geim, người đã giành giải Nobel năm 2000 cho việc chế tạo một chiếc phao ếch.

Geim làm việc tại Đại học Manchester và đã giành được giải Nobel Vật lý vào năm 2010 cho công việc mà ông đã làm trong việc tạo ra graphene.

Trung Quốc đã đặt mục tiêu đưa các phi hành gia lên Mặt trăng vào năm 2030 và thiết lập một căn cứ trên Mặt trăng, trong một dự án chung với Nga vào cuối thập kỷ này.

Dự kiến, Mặt trăng nhân tạo này sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các sứ mệnh lên Mặt trăng trong tương lai, cho phép các nhà khoa học lập kế hoạch và chuẩn bị cho việc xây dựng trong điều kiện không trọng lực thấp.

Theo nhóm nghiên cứu ở Từ Châu, thí nghiệm được thực hiện trên một thiết bị mô phỏng 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. Ngoài ra, thiết bị mô phỏng Mặt trăng cũng có thể được sử dụng để kiểm tra liệu rằng công nghệ mới như in 3D có thể ứng dụng trên bề mặt Mặt trăng hay không cũng như giúp đánh tính khả thi của kế hoạch xây dựng một khu định cư lâu dài cho con người tại hành tinh này.

Ếch bay là thí nghiệm của Andre Geim. Nó được nâng lên bởi lực từ. Lực từ được tác dụng bởi một nam châm điện (một cuộn dây trong đó có dòng điện chạy qua). Bình thường, con ếch không có từ tính, nhưng khi đặt nó trong từ trường của nam châm điện thì nó cũng trở thành một nam châm yếu - đây là hiện tượng trong vật lí gọi là "sự nghịch từ cảm ứng". Lực từ đẩy con ếch lên. Vì lực từ cân bằng với trọng lực của con ếch nên nó ở trạng thái cân bằng và có thể lơ lửng trong không trung.

Theo Andre Geim, lực nâng nghịch từ vốn rất yếu nên hàng ngày chúng ta chẳng ai quan tâm. Chuyện lực từ cân bằng với trọng lực phải thấy mới tin được. Ông không chỉ làm thí nghiệm với con ếch mà còn biểu diễn với những vật khác nữa. Ban đầu chỉ có đồng nghiệp và học trò đến xem cho vui, sau đó thì ngày càng có nhiều người các nơi cũng tò mò kéo đến xem.