Các chuyên gia xây cơ sở mới để thực hiện các thí nghiệm vi trọng lực giúp thúc đẩy nghiên cứu không gian.
Cơ sở Thí nghiệm Vi trọng lực Phóng Điện từ (MEFEL) tại phía bắc Bắc Kinh cao 40 m, sử dụng động cơ tuyến tính để đưa vật thể lên xuống và trải nghiệm các điều kiện gần như không trọng lượng trong 4 giây, SCMP hôm 20/7 đưa tin.
Tháp MEFEL ở Bắc Kinh sử dụng động cơ tuyến tính để đưa vật thể lên và xuống nhằm tái tạo các điều kiện gần như không trọng lượng trong 4 giây. Ảnh: Weibo
MEFEL có thể thực hiện 100 thí nghiệm mỗi ngày và chỉ tốn khoảng 1 kWh điện cho mỗi thí nghiệm, theo Zhang Yongkang, chuyên gia tại Trung tâm Công nghệ Kỹ thuật Ứng dụng Không gian thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đơn vị phụ trách phát triển cơ sở mới.
"So với những cơ sở vi trọng lực truyền thống như tháp thả rơi hay chuyến bay parabol, MEFEL tiết kiệm rất nhiều tiền và thời gian. Đây sẽ là bước tiến vượt trội để kiểm tra trước các thí nghiệm đưa lên trạm vũ trụ Thiên Cung", Zhang nói. Cơ sở mới cũng có thể tạo ra trọng lực nhỏ để mô phỏng các điều kiện trên Mặt Trăng và sao Hỏa.
Suốt hàng thập kỷ, giới khoa học đã tiến hành các thí nghiệm không gian để tìm hiểu hoạt động của vật thể trong môi trường vi trọng lực, từ cách lửa cháy, tinh thể phát triển, cho đến sự thay đổi tình trạng sức khỏe của phi hành gia sống trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Tuy nhiên, trước khi lên không gian, các thí nghiệm cần được kiểm tra và xác minh bằng nhiều phương pháp dưới mặt đất - ví dụ tháp thả rơi, chuyến bay parabol và tên lửa nghiên cứu - để tối ưu hóa kết quả khoa học thu được.
Tháp thả truyền thống cho phép thực hiện trung bình 2 - 3 thí nghiệm một ngày, nhưng đòi hỏi các dụng cụ phải cực kỳ bền chắc để vượt qua được quá trình hãm giảm tốc. Trong nhiều trường hợp, chúng phải được sản xuất đặc biệt.
Vài năm trước, các nhà khoa học bắt đầu phát triển loại tháp thả mới có thể tăng gấp đôi thời gian trải nghiệm vi trọng lực. Bên trong cơ sở này, bộ thí nghiệm ban đầu được gia tốc và phóng theo phương thẳng đứng, sau đó thu hồi để đạt trạng thái rơi tự do trong cả quá trình đi lên và đi xuống. Quá trình tăng tốc liên quan đến một động cơ tuyến tính, chuyển đổi điện năng thành chuyển động theo đường thẳng - gần giống hệ thống phóng điện từ giúp phóng máy bay chiến đấu từ tàu sân bay.
Năm 2019, cơ sở đầu tiên trên thế giới thuộc loại này bắt đầu hoạt động tại Hanover, Đức. Mang tên Einstein - Elevator, tháp cao 40 m, có thời gian trải nghiệm vi trọng lực là 4 giây và có thể thực hiện tới 300 thí nghiệm mỗi ngày.
Các nhà khoa học Trung Quốc bắt đầu phát triển công nghệ phóng điện từ năm 2017. Họ sử dụng động cơ dài 3 m để đạt được môi trường vi trọng lực trong ngắn hạn.
Bên trong MEFEL, bộ thí nghiệm sẽ trải nghiệm trọng lực bằng 1/100.000 mức bình thường trên Trái đất trong thời gian 4 giây. Nhóm nghiên cứu giảm nhẹ quá trình hãm giảm tốc chỉ còn rất nhỏ so với các tháp thả, giúp thiết bị bình thường cũng có thể được sử dụng trực tiếp. MEFEL được xây dựng với 16.000 bu lông độ bền cao và có sai lệch về độ chính xác cấu trúc chỉ chưa đến 2 mm.
Zhang cùng đồng nghiệp đang phát triển MEFEL thế hệ mới, đặt mục tiêu thời gian trải nghiệm vi trọng lực 20 giây và trọng tải thí nghiệm tối đa lên tới 500kg.