بنى فريق من العلماء الصينيين منشأة بحثية تحاكي بيئة الجاذبية المنخفضة للقمر، وهي مصممة لمساعدتهم على إعداد رواد الفضاء لمهام الاستكشاف المستقبلية.
وصرح العلماء لصحيفة South China Morning Post أن البيئة المحاكاة منخفضة الجاذبية مستوحاة من التجارب التي استخدمت المغناطيس لتحليق الضفدع.
ويقع جهاز المحاكاة في سوزهو في مقاطعة جيانغسو في الصين، وقد تم تصميمه بطريقة يمكن أن "تختفي الجاذبية"، وفقا لمصمميه.
وفي الوقت الحالي، تتطلب محاكاة الجاذبية المنخفضة على الأرض الطيران في طائرة تدخل في حالة سقوط حر، ثم الصعود مرة أخرى أو السقوط من برج هبوط، لكن ذلك يستمر لدقائق.
وأوضح مطوروها أن جهاز محاكاة القمر الجديد، وهو عبارة عن غرفة صغيرة بطول قدمين (60 سم) في غرفة مفرغة، يمكنها محاكاة الجاذبية المنخفضة أو الصفرية "لأطول فترة تريدها".
وداخل الغرفة المفرغة قاموا بإنشاء "قمر" صغير يبلغ قطره 60 سم (حوالي قدمين)، والذي يتكون من مشهد شبيه بالقمر الطبيعي، من صخور وغبار خفيف مثل تلك الموجودة على سطح القمر.
وتبلغ قوة الجاذبية على القمر سدس قوة الجاذبية الموجودة على الأرض، وداخل غرفة الجاذبية الاصطناعية، يستخدم الفريق مجالا مغناطيسيا قويا لمحاكاة "تأثيرات التحليق" لقوة الجاذبية المنخفضة.
وقال كبير العلماء لي رويلين، من جامعة الصين للتعدين والتكنولوجيا: "بعض التجارب مثل اختبار التصادم تحتاج إلى بضع ثوان فقط، وهناك تجارب أخرى مثل اختبار الزحف قد تستغرق عدة أيام".
وجاء مفهوم استخدام المجالات المغناطيسية للارتفاع من عالم الفيزياء الروسي أندريه غييم، الحائز جائزة نوبل في الفيزياء عام 2010.
وقال غييم الذي يعمل في جامعة مانشستر، لصحيفة South China Morning Post إنه مسرور لرؤية تجاربه التعليمية تؤدي إلى تطبيقات في استكشاف الفضاء، موضحا أن "الارتفاع المغناطيسي ليس مثل الجاذبية المضادة".
ومع ذلك، قال إن هناك حالات يمكن أن تكون فيها محاكاة الجاذبية الصغرى باستخدام المجالات المغناطيسية لا تقدر بثمن.
وحددت الصين هدف إرسال رواد فضاء إلى القمر بحلول عام 2030، وأقامت قاعدة على القمر، في مشروع مشترك مع روسيا بحلول نهاية هذا العقد.
ومن المتوقع أن يلعب هذا "القمر الاصطناعي" دورا مهما في المهمات المستقبلية إلى القمر، ما يسمح للعلماء بالتخطيط للتمارين والاستعداد للبناء في الجاذبية المنخفضة.
وسيتمكن العلماء من اختبار المعدات قبل مغادرتها إلى القمر، ما يمنع الحسابات الخاطئة التي قد تؤدي إلى إفساد مشروع حقيقي حي على سطح القمر.
وأحد أسباب ذلك هو أن الغبار والصخور يمكن أن تتصرف بشكل مختلف في ظل بيئة منخفضة الجاذبية عما هي عليه في ظروف الجاذبية الأرضية.
ولا يوجد أيضا غلاف جوي على القمر ويمكن أن تتغير درجة الحرارة بشكل كبير وسريع، ما يزيد من المضاعفات.
وفي نموذج أولي لجهاز المحاكاة، اختبر العلماء مقاومة الحفر، ووجدوا أنها قد تكون أعلى بكثير على القمر مما تنبأت به نماذج الكمبيوتر.
وكشف لي أنه يمكن استخدامها أيضا لتحديد ما إذا كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد ممكنة على سطح القمر، قبل نشر معدات باهظة الثمن وثقيلة.
وسيكون هذا النوع من التقنيات ضروريا لبناء الهياكل التي تجعل الاستيطان البشري الدائم ممكنا، بحسب لي، مشيرا: "بعض التجارب التي أجريت في بيئة محاكاة يمكن أن تعطينا أيضا بعض الأدلة المهمة، مثل مكان البحث عن المياه المحبوسة تحت السطح".
وكان عليهم إنشاء عدد من الابتكارات التكنولوجية الجديدة لمواجهة القوى المغناطيسية الشديدة المطلوبة لرفع غرفة المحاكاة.
وكانت قوية جدا لدرجة أنها يمكن أن تمزق الأسلاك فائقة التوصيل والمكونات المعدنية اللازمة لحجرة التفريغ لتعمل كما هو متوقع.
وكان عليهم أيضا محاكاة الغبار القمري واستبدال الفولاذ بالألمنيوم في بعض المكونات الرئيسية.
ويخطط الخبراء لفتح المرفق للعلماء في جميع أنحاء العالم، وليس فقط في الصين.