Лифт Эйнштейна основан на мысленном эксперименте Эйнштейна, принципе эквивалентности. Это означает, что для человека нет заметной разницы, находятся ли они на Земле в замкнутом пространстве или на космическом корабле, который постоянно ускоряется до 1 г - та же самая сила g, которая также преобладает на Земле, Свободное падение в лифтовой кабине без тормозов, например, ощущается как невесомость на МКС
Исследователи из Ганноверского технологического института (Hitec) использовали этот принцип - потому что то, что относится к людям, относится и к научным экспериментам. Это породило идею Einstein Elevator, опускной башни с гондолой, которая имитирует четыре секунды невесомости - в соответствии с принципом эквивалентности Эйнштейна.
Факты и цифры о лифте Эйнштейна
- Общая высота: 40 м
- Полезная нагрузка: 1 т
- длительность теста: 4 сек
- Размер экспериментов: O 1,7 м х 2 м
- Стальная конструкция для направления гондолы: 170 т
- точность направляющих рельсов: 0,1 мм на 33 м
- Средняя потребность в энергии за рейс: 0,41 кВт-ч
- Гондола: 465 кг структуры углепластика
Четыре секунды невесомые после восьми лет планирования
В Hitec ведется планирование исследовательского строительства с 2011 года. Весной 2017 года были установлены 170-тонные стальные конструкции для направления гондолы и привода. Привод с максимальной выходной мощностью 4,8 МВт был установлен вместе с соответствующей системой накопления энергии, так называемыми суперкапсами (напряжение 1050 В, макс. Ток 5000 А).
Гондола была наконец введена 22 ноября 2018 года. С тех пор ученые интенсивно работали над взаимодействием различных систем управления и постепенно вводили систему в эксплуатацию. 28 октября 2019 года пришло время: первый полет экспериментальной машины массой 1000 кг летит в течение 4 секунд в гондоле.
Картинная галерея
Невесомость до 300 раз в день
Лифт Эйнштейна состоит из гондолы, которая установлена в башне высотой 40 метров. Гондола взлетает за секунды, она разгоняется до 72 км / ч за 0,5 с - 5 г действуют на гондоле, на автомобиле и на эксперименте. Затем она отступает. В последнем документе это замедлено. Результат: четыре секунды невесомости. В гондоле есть вакуумная камера, в которой будут проводиться эксперименты. Невесомость достигается благодаря тому, что сопротивление движению гондолы точно компенсируется движением во время полета.
При использовании обычных опорных башен, которые уже используются, всю башню необходимо эвакуировать после каждого эксперимента. Это не является необходимым из-за гондолы, используемой в лифте Эйнштейна. Это позволяет учащимся оценивать частоту повторений в экспериментах до 300 в день.
Что тестируется в лифте Эйнштейна
Исследовательская работа особенно важна для будущих космических миссий. Например, ученые хотят исследовать, как аддитивное производство может использоваться в невесомости.
Профессор Людгер Овермейер, один из инициаторов лифта Эйнштейна
Ученые также хотят проверить исследования квантовых датчиков и других приложений квантовой технологии в космических условиях. Это не научный трюк, но важно измерить гравитационное поле Земли с большой точностью.
Невесомость следует моделировать не только с помощью лифта Эйнштейна. Различные профили ускорения также могут быть смоделированы - и, таким образом, такие условия, как те, которые преобладают на Луне или Марсе.
Используемые высокоточные линейные двигатели, которые компенсируют сопротивление воздуха гондолы, позволяя эксперименту свободно плавать, происходят из конструкции американских горок. Einstein Elevator будет доступен для исследователей во всем мире для их экспериментов с весны 2020 года.