Глубоко под кампусом Чжэцзянского университета на востоке Китая заработала установка, которой сегодня нет равных в мире. Речь идёт о гипергравитационной машине CHIEF1900 — гигантской центрифуге, способной создавать перегрузки до 1900 g, то есть почти в две тысячи раз сильнее земного притяжения.
Установка стала частью научного комплекса CHIEF (Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility) и была построена компанией Shanghai Electric Nuclear Power Group. Примечательно, что всего несколькими месяцами ранее здесь же запустили CHIEF1300, но новая машина практически сразу превзошла предшественницу по всем ключевым параметрам.
Что такое гипергравитационная центрифуга
Гипергравитационные центрифуги — это инструменты для моделирования условий экстремальной гравитации. Принцип прост в формулировке, но сложен в реализации: образцы или модели закрепляют на вращающихся плечах, и за счёт огромной скорости вращения они испытывают колоссальные перегрузки.
Учёные нередко говорят, что такие машины «сжимают пространство и время». Что это значит на практике? Повышенная гравитация позволяет воспроизводить процессы, которые в реальности разворачиваются на протяжении десятилетий или даже столетий, — но в лабораторных условиях и за считанные часы.
Классический пример из инженерии: если раскрутить трёхметровую модель плотины до 100 g, она будет испытывать те же напряжения, что и настоящая плотина высотой 300 метров. Масштаб уменьшается, а физика остаётся прежней.
Рекорды и цифры
CHIEF1900 не просто обновила рекорд — она сделал это с заметным отрывом. Ранее крупнейшей гипергравитационной установкой считалась центрифуга Инженерного корпуса армии США в Виксберге (штат Миссисипи), рассчитанная примерно на 1200 g. Китайская система подняла планку до 1900 g.
Чтобы минимизировать вибрации и влияние на окружающую среду, комплекс разместили на глубине около 15 метров под землёй. По оценкам, строительство обошлось в 285 миллионов долларов. При этом объект открыт для международных исследовательских групп — ставка явно делается на глобальное научное сотрудничество.
Зачем нужна такая мощь
Области применения гипергравитационных экспериментов удивительно широки. В геотехнике можно изучать, как загрязняющие вещества распространяются в почве на протяжении тысяч лет. В транспортном строительстве — анализировать, как вибрации от высокоскоростных поездов взаимодействуют с грунтом и фундаментами зданий.
Не остаётся в стороне и биология: экстремальные перегрузки помогают понять, как клетки и растения могут вести себя в условиях других планет. Аэрокосмическая техника, устойчивость городской инфраструктуры, экология — все эти направления выигрывают от возможности «ускоренного» эксперимента.
Построить центрифугу таких размеров — задача междисциплинарная. В проекте сошлись механическая, строительная и экологическая инженерия. С ростом мощности обострились и технические проблемы, прежде всего управление движением и отвод тепла.
На максимальных оборотах вращающиеся элементы испытывают колоссальные нагрузки и сильно нагреваются. Решением стала вакуумная система терморегуляции, сочетающая циркуляцию охлаждающей жидкости и управляемую вентиляцию. Малейший перекос или лишняя вибрация могли бы исказить результаты экспериментов или поставить под угрозу безопасность установки.
Переход от CHIEF1300, запущенного в сентябре, к CHIEF1900 к концу года наглядно показывает темпы, с которыми Китай наращивает экспериментальные возможности в физике и крупном инженерном моделировании. Создатели проекта рассчитывают, что Чжэцзянский университет станет мировым центром исследований в области гипергравитации — площадкой, где встречаются идеи из аэрокосмоса, экологии и инженерии.
И, возможно, именно здесь будут рождаться ответы на вопросы, которые в обычных условиях пришлось бы ждать десятилетиями.
