«Она сжимает пространство и время». Новая гигантская машина в Китае позволяет увидеть будущее через 1000 лет

Если вам кажется, что слова «машина, сжимающая пространство и время» звучат как рекламный слоган из фантастики, то вот реальный повод их употребить. В Китае завершили строительство многотонной центрифуги CHIEF1900, которая стала самой мощной установкой в мире для экспериментов в условиях гипергравитации, то есть «перегруза», превышающего земное притяжение во много раз.

Суть гипергравитационных исследований проста: ученые хотят понять, как материалы, конструкции и даже клетки растений и животных ведут себя при гораздо более сильных нагрузках, чем те, к которым мы привыкли на Земле. Для этого строят огромные центрифуги: массивный объект раскручивают до высоких скоростей, и он испытывает мощное центробежное ускорение. В быту похожий принцип работает в режиме отжима стиральной машины, только масштабы несопоставимы.

Мощность таких установок часто описывают в «g-тоннах»: g здесь означает ускорение в долях земной гравитации, а «тонны» показывают, какую массу вращают. У домашней стиральной машины этот показатель, по сути, не превышает 2 g-тонн. CHIEF1900, как следует из названия, способна создавать условия на уровне 1900 g-тонн.

Новая центрифуга стала развитием предыдущей рекордной модели CHIEF1300, которую запустили только в сентябре и которая уже успела обогнать американскую установку Инженерного корпуса армии США в Виксберге, штат Миссисипи. Американская центрифуга долгое время считалась лидером в этой области с возможностями около 1200 g-тонн, но после ввода CHIEF1300 первое место быстро перешло к Китаю, а теперь его закрепляет CHIEF1900.

Обе китайские установки построены для комплекса CHIEF, Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility, на базе Чжэцзянского университета на востоке страны. Лабораторию разместили примерно на 15 метров ниже уровня кампуса, чтобы снизить влияние вибраций во время работы. Бюджет всего комплекса оценивается в 2 млрд юаней, или около 285 млн долларов, а к исследованиям, по данным South China Morning Post, планируют привлекать ученых со всего мира.

Фраза про «сжатие пространства и времени» здесь не магия, а удобная метафора масштабирования. В гипергравитации можно брать уменьшенные модели больших объектов и получать нагрузки, сравнимые с реальными. Пример из описания проекта: если сделать трехметровую модель стены плотины и раскрутить ее так, чтобы она испытывала примерно 100 g, то по уровню напряжений она будет соответствовать стене высотой около 300 метров. То же касается процессов, которые в реальности идут десятилетиями или тянутся на километры: усиленные силы позволяют изучать их быстрее и на меньшем участке, чем это было бы возможно «в натуральную величину».

Практические сценарии тоже звучат приземленно: оценка того, как загрязнения мигрируют в почве на горизонте тысяч лет, или как высокоскоростные железнодорожные пути передают колебания в грунт. Такие вещи трудно или невозможно проверять в реальном времени, а ускоренные эксперименты дают шанс приблизиться к ответам в лаборатории.

Строительство установки оказалось междисциплинарной задачей, где сошлись инженерия, автоматизация, экология и гражданское строительство. На предельных скоростях вращения появляются не только нагрузки, но и заметный нагрев, поэтому команде пришлось разработать систему температурного контроля на основе вакуумной среды, сочетая охлаждающую жидкость и вентиляцию, чтобы отводить тепло и удерживать режимы в допустимых рамках.