La Chine construit une petite « lune artificielle » pour des expériences de gravité

Des chercheurs chinois ont récemment développé une installation proposant des environnements à faible gravité grâce au magnétisme dans le but de simuler des conditions lunaires. Des instruments seront testés à l’intérieur avant d’être envoyés sur la Lune.

Une lune artificielle pour des expériences en faible gravité

Situé dans la ville de Xuzhou, ce simulateur de faible gravité devrait être officiellement opérationnel dans les mois à venir. L’installation utilisera de puissants champs magnétiques à l’intérieur d’une chambre de soixante centimètres de diamètre où seront déposées des roches et de la poussière dans le but de tester des technologies dans des environnements prolongés à faible gravité avant qu’elle ne soit envoyée sur la Lune. Pour rappel, la gravité lunaire ne représente qu’un sixième de sa force sur Terre.

Selon Li Ruilin, ingénieur géotechnicien à l’Université chinoise des mines et de la technologie, cette chambre est la « première du genre au monde » à proposer des conditions de faible gravité « aussi longtemps que vous le souhaitez« , de quoi porter la simulation lunaire à un tout autre niveau. En effet, si certaines expériences, comme les tests d’impact, ne durent généralement que quelques secondes, d’autres, comme celles visant à déformer un métal soumis à de très fortes températures et pressions (test de fluage) peuvent prendre plusieurs jours.

Lévitation diamagnétique

Pour cette installation, les chercheurs se sont inspirés des travaux d’André Geim, un physicien de l’Université de Manchester (Royaume-Uni). Il avait été récompensé par le prix satirique Ig Nobel en 2000 pour avoir conçu une expérience visant à faire flotter une grenouille avec un aimant. Il a accessoirement également été corécipiendaire du prix Nobel de physique en 2010 avec Konstantin Novoselov.

L’astuce de lévitation utilisée par Geim provenait d’un effet appelé lévitation diamagnétique. Pour rappel, les atomes sont constitués de noyaux et d’électrons qui gravitent autour. Ces mouvements induisent de minuscules champs magnétiques. Habituellement, ces champs magnétiques sont orientés au hasard. Additionnez tous ceux d’un objet ou d’une tout autre matière et tous ces minuscules champs magnétiques s’annulent. Dès lors, aucun magnétisme ne se manifeste.

Toutefois, si vous appliquez un champ magnétique externe à ces atomes, les électrons modifieront leur mouvement. Ils produiront alors leur propre champ magnétique pour s’opposer au champ appliqué. Si l’aimant externe est suffisamment puissant, la force magnétique de répulsion entre lui et le champ des atomes deviendra elle-même suffisamment puissante pour vaincre la gravité. Dès lors, vous pouvez faire léviter un objet.

Les tests effectués dans cette chambre seront utilisés dans le cadre du programme chinois d’exploration lunaire. En mars 2021, Zhang Kejian, chef de l’Agence spatiale nationale chinoise, avait en effet signé un accord avec la Russie dans le but de développer une station scientifique sur et/ou autour de la Lune. À plus long terme, l’objectif sera d’établir une présence humaine permanente.