Alors que l’humanité poursuit son exploration de l’univers, l’environnement de faible gravité de l’espace présente des défis inhabituels pour les scientifiques et les ingénieurs.



Des chercheurs du FAMU-FSU School of Engineering et du Nationwide Higher Magnetic Area Laboratory, dont le siège est à l’Université d’État de Floride, ont développé un nouvel outil pour aider à relever ce défi – une nouvelle conception pour un simulateur à faible gravité qui promet d’innover pour l’avenir recherche spatiale et habitation.

Leur nouvelle conception de simulateur de faible gravité basé sur la lévitation magnétique peut créer une zone de faible gravité avec un quantity environ 1 000 fois moreover grand que les simulateurs existants du même form. Le travail a été publié dans la revue npj Microgravity.



« La faible gravité a un effet profond sur le comportement des systèmes biologiques et affecte également de nombreux processus physiques, de la dynamique et du transfert de chaleur des fluides à la croissance et à l’auto-organisation des matériaux », a déclaré Wei Guo, professeur agrégé en génie mécanique et scientifique principal. sur l’étude. « Cependant, les expériences de vol spatial sont souvent limitées par le coût élevé et la petite taille et masse de la demand utile. Par conséquent, le développement de simulateurs de faible gravité au sol est crucial. »

Les simulateurs existants, tels que les tours de largage et les avions paraboliques, utilisent la chute libre pour générer une gravité proche de zéro. Mais ces installations ont généralement des durées de faible gravité courtes, c’est-à-dire de plusieurs secondes à quelques minutes, ce qui les rend inadaptées aux expériences qui nécessitent de longs temps d’observation. D’autre component, les simulateurs basés sur la lévitation magnétique (MLS) peuvent offrir des avantages uniques, notamment un faible coût, une accessibilité facile, une gravité réglable et un temps de fonctionnement pratiquement illimité.

Mais un MLS conventionnel ne peut créer qu’un petit quantity de faible gravité. Lorsqu’un simulateur typique imite un environnement qui représente approximativement 1% de la gravité terrestre, le volume fonctionnel n’est que de quelques microlitres, trop petit pour la recherche et les applications spatiales pratiques.

Afin d’augmenter le quantity fonctionnel d’un MLS, les chercheurs avaient besoin d’un aimant qui permettrait de générer une drive de lévitation uniforme qui équilibrerait la power gravitationnelle dans un grand volume. Ils ont découvert qu’ils pouvaient y parvenir en intégrant un aimant supraconducteur avec une bobine de Maxwell à gradient – une configuration de bobine qui a été proposée pour la première fois dans les années 1800 par le physicien James Clark Maxwell.

« Notre analyse montre qu’un volume fonctionnel sans précédent de moreover de 4 000 microlitres peut être atteint dans une bobine compacte d’un diamètre de seulement huit centimètres », a déclaré le doctorant Hamid Sanavandi, co-auteur de l’article. « Lorsque le courant dans le MLS est réduit pour imiter la gravité sur Mars, le quantity fonctionnel peut dépasser 20 000 microlitres, soit approximativement 20 centimètres cubes. »