นักบินอวกาศ

นักวิจัยจาก FAMU-FSU College of Engineering และ National High Magnetic Field Laboratory ซึ่งมีสำนักงานใหญ่ใน Florida State University ได้พัฒนาเครื่องมือใหม่เพื่อช่วยตอบสนองความท้าทายดังกล่าว ซึ่งเป็นการออกแบบใหม่สำหรับเครื่องจำลองแรงโน้มถ่วงต่ำที่สัญญาว่าจะสร้างรากฐานใหม่สำหรับอนาคต การวิจัยอวกาศและที่อยู่อาศัย การออกแบบใหม่สำหรับเครื่องจำลองแรงโน้มถ่วงต่ำที่ใช้แม่เหล็กลอย สามารถสร้างพื้นที่ที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำด้วยปริมาตรที่ใหญ่กว่าเครื่องจำลองประเภทเดียวกันที่มีอยู่ประมาณ 1,000 เท่า งานนี้ตีพิมพ์ในวารสารnpj Microgravity Wei Guo รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำกล่าวว่า "แรงโน้มถ่วงต่ำมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อพฤติกรรมของระบบชีวภาพ และยังส่งผลต่อกระบวนการทางกายภาพหลายอย่าง ตั้งแต่พลศาสตร์และการถ่ายเทความร้อนของของเหลว ไปจนถึงการเจริญเติบโตและการจัดระเบียบตัวเองของวัสดุ" เกี่ยวกับการศึกษา นักบินอวกาศ "อย่างไรก็ตาม การทดลองในอวกาศมักจะถูกจำกัดด้วยต้นทุนที่สูงและขนาดและน้ำหนักบรรทุกที่น้อย ดังนั้นการพัฒนาเครื่องจำลองแรงโน้มถ่วงต่ำบนภาคพื้นดินจึงมีความสำคัญ" เครื่องจำลองที่มีอยู่ เช่น หอดิ่งและเครื่องบินพาราโบลา ใช้การตกอย่างอิสระเพื่อสร้างแรงโน้มถ่วงที่ใกล้ศูนย์ แต่สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้มักจะมีช่วงแรงโน้มถ่วงต่ำสั้น เช่น หลายวินาทีถึงสองสามนาที ซึ่งทำให้ไม่เหมาะสำหรับการทดลองที่ต้องใช้เวลาสังเกตนาน ในทางกลับกัน เครื่องจำลองการลอยด้วยแม่เหล็ก (MLS) สามารถนำเสนอข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใคร รวมถึงต้นทุนที่ต่ำ เข้าถึงได้ง่าย ปรับแรงโน้มถ่วงได้ และเวลาดำเนินการจริงไม่จำกัด แต่ MLS ทั่วไปสามารถสร้างแรงโน้มถ่วงต่ำได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่อเครื่องจำลองทั่วไปเลียนแบบสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของโลก ปริมาตรการทำงานจะมีเพียงไม่กี่ไมโครลิตร ซึ่งเล็กเกินไปสำหรับการวิจัยอวกาศและการใช้งานจริง เพื่อเพิ่มปริมาตรการทำงานของ MLS นักวิจัยต้องการแม่เหล็กที่จะทำให้เกิดแรงลอยที่สม่ำเสมอซึ่งจะสร้างสมดุลของแรงโน้มถ่วงในปริมาณมาก พวกเขาพบว่าสามารถทำได้โดยการรวมแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดเข้ากับขดลวดแม็กซ์เวลล์แบบไล่ระดับ ซึ่งเป็นการกำหนดค่าขดลวดที่เสนอครั้งแรกในปี 1800 โดยนักฟิสิกส์ เจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ Hamid Sanavandi นักศึกษาปริญญาเอก ผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าวว่า "การวิเคราะห์ของเราแสดงให้เห็นว่าปริมาณการทำงานที่ไม่เคยมีมาก่อนมากกว่า 4,000 ไมโครลิตรสามารถทำได้ในขดลวดขนาดกะทัดรัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 8 เซนติเมตร" "เมื่อกระแสใน MLS ลดลงเพื่อเลียนแบบแรงโน้มถ่วงบนดาวอังคาร ปริมาตรการทำงานอาจเกิน 20,000 ไมโครลิตร หรือประมาณ 20 ลูกบาศก์เซนติเมตร"