Cảm hứng từ thí nghiệm được giải Ig Nobel
Cơ sở của Trung Quốc có thể cung cấp nghiên cứu có giá trị cho các hoạt động khám phá Mặt trăng của nước này, theo các nhà khoa học tham gia dự án. Đặt tại thành phố Từ Châu, tỉnh Giang Tô, cơ sở nghiên cứu mô phỏng Mặt trăng dự kiến chính thức ra mắt trong những tháng tới.
Nhà khoa học chính Li Ruilin, Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc, cho biết cơ sở này là “loại hình đầu tiên trên thế giới” và sẽ đưa hoạt động mô phỏng Mặt trăng lên một tầm cao mới.
Cơ sở mô phỏng Mặt trăng này có thể khiến lực hấp dẫn “biến mất", nhà khoa học Li Ruilin nêu trong cuộc phỏng vấn ngày 11.1. Trọng lực thấp có thể đạt được trên máy bay hoặc tháp thả nhưng chỉ mang tính thời điểm. Trong mô phỏng Mặt trăng, hiệu ứng có thể "kéo dài bao lâu bạn muốn".
Cơ sở mô phỏng Mặt trăng của Trung Quốc có một buồng chân không ở giữa, trong đó chứa một “mặt trăng” nhỏ có đường kính 60cm. Cảnh quan Mặt trăng nhân tạo được tạo thành từ đá và bụi nhẹ như trên Mặt trăng, một phần là do sự hỗ trợ của từ trường. Khi trường đủ mạnh có thể từ hóa và đẩy mọi thứ - từ ếch sống đến hạt dẻ - chống lại lực hấp dẫn. Trên Mặt trăng, lực hấp dẫn mạnh chỉ bằng 1/6 lực hấp dẫn ở Trái đất.
Nhà khoa học Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc nó rằng, ý tưởng phòng thí nghiêm mô phỏng Mặt trăng của Trung Quốc xuất phát từ thí nghiệm của nhà vật lý người Nga Andre Geim về việc khiến một con ếch bay lên bằng nam châm. Ý tưởng của nhà vật lý Geim đã giành giải Ig Nobel năm 2000. Nhà vật lý Andre Geim ở Đại học Manchester, Anh, cũng đã giành được giải Nobel Vật lý năm 2010 cho công trình nghiên cứu về graphene.
Chuẩn bị cho sứ mệnh Mặt trăng Trung Quốc
Trung Quốc đang trong chương trình chạy đua chinh phục vũ trụ, trong đó có chương trình khám phá Mặt trăng Thường Nga. Sứ mệnh Thường Nga của Trung Quốc đã hạ cánh tàu thám hiểm ở nửa tối của Mặt trăng vào năm 2019 và đưa các mẫu đá trở lại 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 chung trên Mặt Trăng với Nga.
Tháng trước, giới chức vũ trụ Trung Quốc nói rằng, việc xây trạm nghiên cứu chung trên Mặt trăng có thể bắt đầu sớm nhất năm 2027, sớm hơn nhiều năm so với kế hoạch ban đầu. NASA cũng có kế hoạch đưa các phi hành gia trở lại Mặt trăng vào năm 2024 theo chương trình Artemis.
Cơ sở mô phỏng Mặt trăng ở Tô Châu dự kiến đóng vai trò quan trọng trong các sứ mệnh Mặt trăng trong tương lai của Trung Quốc, bao gồm cả việc xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt trăng, chuyên gia Li nói.
Cơ sở này sẽ cho phép các nhà khoa học thử nghiệm thiết bị trong môi trường mô phỏng Mặt trăng, qua đó giúp ngăn chặn những tính toán sai lầm gây tổn thất chi phí. Trong môi trường Mặt trăng, đá và bụi có thể phản ứng hoàn toàn khác so với Trái đất. Không có bầu khí quyển trên Mặt trăng nên 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.
Sứ mệnh Thường Nga 5 của Trung Quốc đưa mẫu đá Mặt trăng về Trái đất vào tháng 12.2020 nhưng không có nhiều mẫu như kế hoạch vì mũi khoan gặp phải lực cản bất ngờ. Các sứ mệnh Mặt trăng 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 Tô Châu được công bố trên Tạp chí Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc hồi tuần trước.
Theo chuyên gia Li, phòng thí nghiệm mô phỏng Mặt trăng cũng có thể dùng để kiểm tra xem liệu công nghệ mới như in 3D có thể dùng để xây dựng các cấu trúc trên bề mặt Mặt trăng hay không. Việc này có thể giúp đánh giá về khả năng xây một khu định cư lâu dài cho con người trên Mặt trăng, trong đó cho biết nhiều vấn đề như bề mặt Mặt trăng giữ nhiệt tốt như thế nào, ông nói.
“Một số thí nghiệm được thực hiện trong môi trường mô phỏng cũng có thể cho chúng ta một số manh mối quan trọng, như nơi tìm kiếm nước bị mắc kẹt dưới bề mặt Mặt trăng" - ông nói.
Mô phỏng môi trường Mặt trăng khắc nghiệt trên Trái đất không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Do đó, nhóm của chuyên gia Li đã có một số cải tiến kỹ thuật để vượt qua những thách thức, trong đó có thay thế thép bằng nhôm trong một số thành phần quan trọng. Cơ sở mô phỏng Mặt trăng của Trung Quốc sẽ mở cửa cho các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới.
