Håll i hatten! Kina inviger världens kraftfullaste centrifug

Kina har tagit ett stort steg inom experimentell forskning genom att lansera världens största centrifug efter kapacitet, som kan generera upp till 300 gånger jordens gravitation och hantera laster på upp till 20 ton.

Maskinen, som fått beteckningen CHIEF1300, är en central del av Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility (CHIEF), som byggs i Hangzhou i Zhejiangprovinsen. Centrifugen är designad för avancerad forskning inom områden som djuphav- och jordresursutvinning, katastrofhantering, underjordisk avfallshantering och utveckling av nya material.

Utvecklad av Zhejiang University, består CHIEF-anläggningen av tre centrifuger och 18 stödenheter för in-flight experiment som betjänar sex olika experimentkabiner. Två ytterligare centrifuger med ännu högre kapacitet är redan under konstruktion.

Hypergravitationsforskning på laboratoriet

Hypergravitation definieras som en gravitationskraft starkare än jordens yta. För jämförelse: en berg- och dalbaneåkare upplever kortvarigt dubbla jordens gravitation, medan en astronaut vid uppskjutning utsätts för över fem gånger gravitationen. CHIEF är däremot byggd för att tåla accelerationer på upp till 1 500G.

– I ett hypergravitationfält kan forskare simulera verkliga hydrogeologiska katastrofer, geologisk utveckling och extrema miljöer på modellskala inom rimlig tid, säger Chen Yunmin till CGTN, huvudforskare vid Zhejiang University.

Exempelvis fungerar CHIEF som en rymd-tidskompressor: vid 100G simulerar en modell på 1 meter händelser som annars skulle ske på 100 meters skala, och en kontaminantplumes rörelse som normalt tar hundra år kan analyseras på bara 3,65 dagar i labbet.

Tekniska lösningar och maskinens konstruktion

I CHIEF1300-hallen, en cirkulär underjordisk källare på 230 kvadratmeter, roterar en gigantisk arm med radie på 6,4 meter för att skapa extrem gravitation genom centrifugalkraft. Ju snabbare armen snurrar, desto högre blir accelerationerna.

– Maskinen placerades under marknivå och utrustades med vakuum- och kylsystem för att minska luftmotstånd och värmeutveckling, säger Ling Daosheng, huvudingenjör vid Zhejiang University.

Praktiska tester ger nya insikter

Pilotförsök har redan gett lovande resultat. Forskare simulerade kraftiga jordbävningar för att verifiera seismisk hållbarhet hos en vattenkraftsdamms grund, och analyserade hur en 4 meter hög våg och en 20 meter hög tsunami påverkar havsbotten – med syfte att ge underlag för placering av offshore vindkraftparker.

Dessutom reproducerade de trycket från 2 000 meters djuphavsvatten för säkerhetsstudier av metanhydrater och skapade metalllegeringar med hög styrka och låg defektgrad.

Chen Yunmin betonar att anläggningen kommer att fungera som ett öppet forskningsnav, och ser fram emot att samarbeta med världens ledande forskargrupper för att accelerera upptäckter och främja innovation.