Учёные Чжэцзянского университета в Китае завершили создание уникальной центрифуги мирового уровня. Строительство комплекса, начатое в 2020 году, успешно завершило первую фазу. Установка генерирует ускорение до 500 g, обеспечивая беспрецедентные возможности для прикладной и фундаментальной науки. В рамках проекта планируется создание трёх центрифуг с 18 исследовательскими модулями для экспериментов в геологии, материаловедении, строительстве и фундаментальных дисциплинах.
Рекордные характеристики CHIEF
Специалисты Чжэцзянского университета завершили возведение центрифуги Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility (CHIEF) – самой мощной установки в своём классе.
Проект стартовал в 2020 г. с целью создания трёх центрифуг с 18 экспериментальными блоками для многопрофильных изысканий. Агрегат развивает ускорение до 500 g, что на 50% превосходит показатели американского аналога в Инженерном корпусе Армии США (350 g). Для сравнения: естественное гравитационное ускорение на Земле составляет 1 g.
Центробежное ускорение напрямую зависит от скорости вращения и измеряется в единицах g. Этот ключевой параметр определяет эффективность процессов разделения. CHIEF обеспечивает рекордную производительность — 1,9 тыс. g·тонн при максимальной нагрузке 32 тонны.
Конструкция и особенности комплекса
В основе CHIEF – гигантская вращающаяся конструкция, напоминающая исполинскую руку. Высокоскоростное вращение создаёт центробежные силы, многократно превышающие земную гравитацию, формируя условия гипергравитации. Первая центрифуга уже функционирует, а две дополнительные машины с десятью бортовыми модулями находятся в стадии изготовления. Оборудование интегрировано в шесть специализированных лабораторий для различных научных направлений.
Изображение объекта CHIEF полностью соответствует его реализованной конструкции.
Перспективы использования
По словам разработчиков, комплекс позволяет моделировать за часы процессы, длящиеся в природе тысячелетиями: от миграции загрязнений в грунтах до долговременного воздействия на гидротехнические сооружения.
Установка воспроизводит экстремальные гравитационные нагрузки для испытания инженерных решений и строительных конструкций, что предотвратит аварии при реализации сложных проектов.
В сфере фундаментальной науки CHIEF открывает уникальные перспективы: экстремальная гравитация позволит исследовать эффекты теории относительности, включая искривление пространства-времени и замедление времени, измеряемые сверхточными атомными часами.
Могучий Американский Исполин
Представьте гиганта скрытого в Инженерном корпусе Армии США: Научно-исследовательский комплекс центрифуг (CRC). Его сердце – центрифуга чудовищной силы! Фантастические 1,2 тыс.g-t мощности, захватывающий радиус 6,5 метров. Управляемая революция: регулируемый противовес, аэродинамический обтекатель, даже 100-килограммовый автобаланс для ювелирной подстройки нагрузки в движении. Когда она пробудилась в 1995 году, ее создатели мечтали штурмовать не только рутину геотехники, но и покорять необъятные горизонты физического моделирования для Экспериментальной станции водных путей (WES).
Международный аналог? Заметили CHIEF – строящегося в научно-технологическом городе Ханчжоу (2022 г.).
Новая эра грянула в 1998-м: четыре ключевых лаборатории USACE слились в исполинский Инженерный Исследовательский Центр (ERDC). Теперь могучая центрифуга решала уникальные задачи всех семи подразделений! Сегодня ERDC бьется на пяти главных фронтах: военное строительство, гражданские объекты, неуязвимые инженерные системы, инфраструктура среды, геопространственные прорывы.
Но в 2017 году титана сковал паралич: сгорели блоки управления, опытные инженеры ушли. Стоит забытая 32 долгих месяца! Лишь потом руководство ERDC разорвало оковы, реинвестировав средства в возрождение CRC. Объем работ был грандиозен – почти что возвращение к истокам, но не отречение от гиганта. Это невероятное решение: обычно мир десятилетиями ждет новую центрифугу, а не воскрешает старую! Реконструкция – высший пилотаж.
Масштабы модели рушат устои! Исследователи требуют все большего: огромные прототипы, сложнейшие симуляции, немыслимые ускорения. Зачем? Самое зарождение любопытства к центрифугам стало динамитом, взорвав границы: завет создавать гигантские полезные нагрузки и достигать пугающих 350 g!
Первое рождение CRC свершилось лишь после десятилетия титанических усилий. Последнее воскрешение (2019-2021, 2.5 года!) – ответ на 30 лет безудержного прогресса физического моделирования. Что же сделали? Выявили золотой стандарт мировых практик, спроецировали в будущее на стратегии ERDC-2030. Затем ковали новые критерии – сплав научной мудрости прошлого и дерзких уроков пионеров инженерии США!
Прорыв в Невесомость: Российский Рубикон
Вообразите: к 2030 году на Российской орбитальной станции (РОС) космонавтов спасет невесомость! Зачем? Уникальная Центрифуга Короткого Радиуса (ЦКР) – не фантастика. Ее создание, как заверила звезда космической физиологии Милена Колотева (ИМБП РАН), станет реальностью.
2023 год – огненная кузница требований. Одновременно гудят стенды наземного прототипа! В поднебесных лабораториях Земли кипит битва за искусственную гравитацию в космосе прямо сейчас.
Ключ РОС – ее легкий и дерзко упрощенный дизайн по сравнению с земным собратом. Новые, экзотические материалы должны победить вибрации и жадность к энергии. Когда взойдет макет в ИМБП? Вскоре! На нем выковают безупречные медико-технические требования, проверят конструкцию и даже безумный процесс сборки в космосе. Великая загадка – как доставить этого спасителя на орбиту? Монолитным модулем? Или бесстрашные космонавты соберут космический пазл на самой РОС?
Учёные подчеркивают, что Центр космических исследований создан для минимизации воздействия долговременного пребывания в невесомости на организм. Поэтому сейчас особенно важно провести наземные испытания, которые позволят убедиться в эффективности применяемых технологий борьбы с последствиями моделируемой гипогравитации.
Как отмечал в феврале 2024 года Владимир Кожевников, заместитель генерального конструктора РКК "Энергия" (входит в "Роскосмос") и главный конструктор Российской орбитальной станции (РОС), запуск её ключевых модулей запланирован в ближайшие годы. Первый научно-энергетический модуль отправится на орбиту уже в конце 2027 года, а узловой, шлюзовой, базовый и целевой блоки составят основу станции в период с 2028 по 2030 год, открывая новые горизонты для космических исследований.
Специалисты акцентируют, что наземные эксперименты помогут максимально точно оценить возможности ЦКР по нейтрализации влияния длительной невесомости. Эти исследования станут важным этапом для обеспечения безопасности и комфорта будущих участников космических миссий.
Реализация проекта РОС вдохновляет своими перспективами: установленный график развёртывания станции предусматривает планомерное введение модулей с 2027 по 2030 год. Такой подход обеспечивает поэтапное создание современной научной платформы, расширяющей возможности человечества для освоения космического пространства.
Источник: biz.cnews.ru
