Разработанный исследователями из Университета штата Флорида, новый конструктив тренажера низкой гравитации, на основе магнитной левитации, который может создать область низкой гравитации с объемом примерно в 1000 раз больше, чем у существующих тренажеров того же типа.
“Низкая гравитация оказывает глубокое влияние на поведение биологических систем, а также влияет на многие физические процессы, от динамики и теплопередачи жидкостей до роста и самоорганизации материалов”,- сказал Вэй Го, доцент и ведущий научный сотрудник исследования.
“Однако эксперименты в космическом полете часто ограничены высокой стоимостью и небольшими размерами и массой полезной нагрузки. Поэтому разработка наземных тренажеров с низкой гравитацией имеет важное значение”.
Существующие тренажеры, такие как подвесные башни и параболические самолеты, используют свободное падение для создания почти нулевой гравитации. Но эти установки, как правило, имеют короткую продолжительность при низкой гравитации не более нескольких минут, что делает их непригодными для экспериментов, требующих длительного времени наблюдения.
С другой стороны, тренажеры на основе магнитной левитации (MLS) могут предложить уникальные преимущества, включая низкую стоимость, легкую доступность, регулируемую силу тяжести и практически неограниченное время работы, говорят исследователи.
Но обычный MLS может создать только небольшой объем с низкой гравитацией. Когда типичный симулятор имитирует среду, составляющую около 1 процента земной силы тяжести, функциональный объем составляет всего несколько микролитров, что слишком мало для практических космических исследований и приложений.
Чтобы увеличить функциональный объем MLS, исследователям нужен был магнит, который позволял бы генерировать равномерную силу левитации, которая уравновешивала бы гравитационную силу в большом объеме.
Они обнаружили, что могут достичь этого, объединив сверхпроводящий магнит с градиентной катушкой Максвелла — конфигурация катушки, которая была впервые предложена в 1800-х годах физиком Джеймсом Клерком Максвеллом.
“Наш анализ показывает, что беспрецедентный функциональный объем более 4000 микролитров может быть достигнут в компактной катушке диаметром всего восемь сантиметров”, — сказал докторант Хамид Санаванди, соавтор статьи.
“Когда ток в MLS уменьшается, чтобы имитировать гравитацию на Марсе, функциональный объем может превышать 20 000 микролитров, или около 20 кубических сантиметров”.
Ранее в этом году, другая команда разработала холодильник для астронавтов, предназначенный для работы в условиях низкой гравитации, который мог бы позволить жителям Международной космической станции наслаждаться лучшим питанием в длительном полете.
Источник: https://eandt.theiet.org/content/articles/2021/10/low-gravity-simulator-design-could-enable-advanced-astronaut-training-on-earth/
