"Mặt trăng nhân tạo" sắp ra mắt của Trung Quốc có gì đặc biệt?

Theo SCMP, Trung Quốc đang xây dựng một cơ sở nghiên cứu mô phỏng môi trường trọng lực thấp của Mặt Trăng (nằm tại Trái Đất), nhằm cạnh tranh với Mỹ với trong cuộc chạy đua không gian vũ trụ.

Cơ sở này được cho là "Mặt Trăng nhân tạo" của Trung Quốc, lấy cảm hứng từ thí nghiệm sử dụng nam châm để làm ếch bay lơ lửng, và nhiều khả năng sẽ là môi trường mô phỏng trọng lực trên Mặt Trăng đầu tiên trên thế giới.

"Mặt trăng nhân tạo" của Trung Quốc

Li Ruilin, nhà khoa học tại Đại học Mỏ và Công nghệ Trung Quốc cho biết hệ thống mô phỏng của cơ sở này có thể làm cho lực hấp dẫn biến mất, thậm chí có thể kéo dài bao lâu tùy thích, chứ không chỉ đạt hiệu ứng nhất thời như khi con người ở trên máy bay.

Để làm được điều này, hệ thống sử dụng từ trường rất mạnh, để từ hóa và tạo ra trọng lực thấp, chỉ bằng 1/6 trọng lực của Trái Đất. Nằm ở trung tâm của cơ sở là buồng chân không chứa một "Mặt Trăng" cỡ nhỏ có đường kính 60 cm. Cảnh quan Mặt Trăng nhân tạo cũng được tạo thành từ đá và bụi nhẹ để tạo cảm giác giống như người trải nghiệm đang ở trên Mặt Trăng thật.

Theo chia sẻ của ông Li, cơ sở sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các sứ mệnh lên Mặt Trăng trong tương lai của Trung Quốc, bao gồm cả việc xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng. Ông cho biết, hệ thống sẽ cho phép các nhà khoa học thử nghiệm thiết bị - và có khả năng ngăn chặn những tính toán sai lầm tốn kém - trong một mô phỏng môi trường Mặt Trăng khắc nghiệt, nơi đá và bụi có thể hoạt động theo một cách hoàn toàn khác so với trên Trái Đất.

Thiết bị mô phỏng Mặt Trăng cũng có thể được sử dụng để kiểm tra xem liệu các công nghệ mới như in 3D có thể được sử dụng để xây dựng các công trình trên bề mặt Mặt Trăng hay không. Điều này giúp đánh giá khả năng thiết lập khu định cư lâu dài cho con người, bao gồm vấn đề như mặt đất hấp thụ nhiệt tốt tới mức nào.

Đây được xem là một nỗ lực tiếp theo của Trung Quốc nhằm dẫn đầu trong cuộc chạy đua không gian quốc tế với Mỹ. Trước đó, chương trình thám hiểm Mặt Trăng của Trung Quốc đã hạ cánh thành công một tàu thăm dò ở vùng tối của Mặt Trăng vào năm 2019 và năm 2020, mang các mẫu đá trở về Trái Đất lần đầu tiên sau 44 năm.

Cơ sở này dự kiến sẽ mở cửa để đón các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới trong vài tháng tới.

Thí nghiệm khiến ếch bay lơ lửng của Andre Geim

Năm 2000, Andre Geim từng được trao giải Ig Nobel - giải thưởng được xem là "hàng nhái" của Nobel thật, cùng cộng sự Michael Berry với thí nghiệm cho một chú ếch bay được nhờ từ trường.

Thành tựu này bắt đầu từ một thí nghiệm hài hước được thực hiện vào năm 1997, với việc sử dụng các vòng nam châm để nâng một con ếch lơ lửng trong không trung.

Theo đó, lực từ được tác dụng bởi một nam châm điện (một cuộn dây trong đó có dòng điện chạy qua). Thông 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 lý gọi là "sự nghịch từ cảm ứng".

Theo đó, lực từ đã đẩy con ếch lên khỏi mặt đất. Do trước đó, các nhà khoa học đã tính toán lực từ cân bằng với trọng lượng, nên con ếch nằm ở trạng thái cân bằng và có thể lơ lửng trong không trung.

Theo Andrey Geim, lực nâng nghịch từ (lực từ) vốn rất yếu nên hàng ngày chúng ta chẳng ai quan tâm đến sự tồn tại của nó. Thế nhưng khi lực từ được nâng lên để cân bằng với trọng lực, nó sẽ tạo ra những môi trường đáng kinh ngạc. Trong suốt thời gian nghiên cứu, Geim 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 quan khách các nơi cũng tò mò kéo đến xem.  

Khám phá này đã giúp ông trở thành một trong hai người nhận Giải Nobel Vật lý năm 2010 (cùng với Konstantin Novoselov). Như vậy, Geim chính thức là nhà vật lý đầu tiên vừa nhận giải Nobel "thật" vừa nhận giải Nobel "nhái" với tư cách cá nhân.

Trên thực tế, Berry và Geim không phải là những người đầu tiên khám phá ra lực nâng nghịch từ. Vào năm 1991, hai nhà vật lý người Pháp là Eric Beaugnon và Robert Tournier đã công bố một bài báo trên tạp chí Nature nói về lực nâng nghịch từ của một vài chất hữu cơ và graphite.