Číňané postavili umělý Měsíc. Inspirovaly je levitující žáby

Článek si můžete pustit také v audioverzi.

Podle vědců zapojených do projektu by umělý Měsíc mohl být cenný zejména pro čínské plány v oblasti průzkumu Měsíce. Simulátor Číňané postavili na východě země v Sü-čou v provincii Ťiang-su. Oficiálně bude do provozu uveden v nadcházejících měsících.

Vedoucí vědecké skupiny Li Žuej-lin ze státní Čínské báňské a technologické univerzity pro média uvedl, že jde o „první zařízení svého druhu na světě“ a posune lunární simulaci na zcela novou úroveň. Simulátor pomocí magnetického pole dokáže „nechat zmizet“ gravitaci, vysvětlil Li v úterním rozhovoru pro South China Morning Post.

Stav beztíže nyní vědci obvykle simulují při parabolickém letu v letadle nebo v pádové věži, takové experimenty ale mohou trvat jen několik sekund. Oproti tomu efekt v simulátoru „vydrží, jak dlouho chcete“, dodal Li.

Simulátor tvoří vakuová komora, ve které je pomocí magnetické levitace umístěna menší komora o ploše asi dvou tisíc centimetrů čtverečních. Umělou měsíční krajinu tvoří kameny a prach, které jsou stejně lehké jako ty na skutečném Měsíci, kde je gravitace oproti zemské asi šestinová.

Když je pole dostatečně silné, věci mohou být magnetizovány a navzdory gravitační síle levitovat. „Některé experimenty, jako je nárazový test, potřebují jen několik sekund v simulátoru,“ řekl Li z klíčové laboratoře pro geomechaniku a hlubinné podzemní inženýrství. „Ale jiné, jako je testování tečení (creep testing), mohou trvat několik dní.“

Li uvedl, že nápad vzešel z experimentů fyzika ruského původu Andreho Geima. Toho ve světě proslavil jednak objev grafenu, ale třeba i experiment, při kterém nechal levitovat žábu pomocí magnetu. Létající žáby mu v roce 2000 vynesly parodickou Ig Nobelovu cenu udělovanou za neobvyklé nebo triviální výsledky vědeckého výzkumu. Komise, jež ceny uděluje, je složena z nositelů skutečných Nobelových cen.

Skutečnou Nobelovu cenu za fyziku získal Geim v roce 2010 za práci o grafenu. Oceňovaný vědec v reakci na dotaz hongkongského South China Morning Post uvedl, že ho těší, že „čistě vzdělávací experimenty s diamagnetickou levitací vedly k aplikacím při průzkumu vesmíru“.

„Magnetická levitace rozhodně není totéž jako antigravitace, ale existuje celá řada situací, kdy může být napodobování mikrogravitace magnetickými poli neocenitelné, když lze ve vesmírném výzkumu očekávat neočekávané,“ řekl.

Čína se snaží v mezinárodním vesmírném závodě se Spojenými státy získat vedení, což se neobejde bez průzkumu Měsíce. V rámci nedávných misí na Měsíc Číňané vyslali rover, který v roce 2019 přistál na jeho odvrácené straně. V roce 2020, poprvé po 44 letech, přivezl vzorek měsíčních hornin.

Čína chce do roku 2030 na Měsíc vyslat tchajkonauty a spolu s Ruskem vytvořit společnou lunární výzkumnou základnu. Čínské vesmírné úřady minulý měsíc uvedly, že by výstavba výzkumné stanice mohla začít již v roce 2027, tedy roky před plánovaným termínem, a to kvůli obavám z USA a nastavení pravidel pro budoucí lunární aktivity.

Také NASA plánuje vyslat astronauty na Měsíc do roku 2024 v rámci svého programu Artemis.

Očekává se, že zařízení v Sü-čou sehraje klíčovou roli v budoucích lunárních misích Číny včetně budování infrastruktury na Měsíci, řekl Li.

Díky simulátoru měsíčního prostředí, ve kterém se horniny a prach chovají jinak než na Zemi, mohou vědci zabránit potenciálním nákladným chybám ve výpočtech ve vesmíru. Na Měsíci není žádná atmosféra, teploty se mohou rychle a dramaticky měnit a při nízké gravitaci jsou částice půdy na sebe volněji vázány.

Čínská mise Chang'e 5 se vrátila se vzorky hornin v prosinci 2020, ale nebylo jich tolik, kolik se plánovalo, protože vrták narazil na neočekávaný odpor. S podobnými problémy se potýkaly i předchozí mise Sovětského svazu a USA.

Podle Liho by měsíční simulátor mohl sloužit také k testování potenciálu nových technologií, jako je 3D tisk, a jejich využití při budování struktur na měsíčním povrchu.

Bylo by tak možné posoudit možnosti vybudování trvalého lidského sídla na Měsíci a také rizika, která takový krok obnáší, uvedl Li. „Některé experimenty prováděné v simulovaném prostředí nám také mohou poskytnout některá důležitá vodítka. Například kde hledat vodu skrytou pod povrchem,“ řekl.

Simulace drsného měsíčního prostředí na Zemi není snadným úkolem – potřebná magnetická síla je tak silná, že by mohla roztrhat součásti jako supravodivé kabely. Spousta kovových částic potřebných pro vakuovou komoru navíc v blízkosti silného magnetu nefunguje správně.

Liho tým tak přišel s řadou technických inovací, jak nad těmito výzvami vyzrát, včetně simulace měsíčního prachu, který by se mohl snadněji vznášet v magnetickém poli, a nahrazení oceli hliníkem v některých klíčových součástech. Čínské zařízení by mělo být otevřeno výzkumníkům z celého světa.