بی‌وزنی را در سطح زمین تجربه کنید

محبوبه عمیدی: محققان ناسا به کمک یک میدان مغناطیسی قوی، موفق شده‌اند موشی را ساعت‌ها در هوا شناور نگه دارند. این آزمایش که در آزمایشگاه پیش‌رانش جت، جی.پی.ال در پاسادنا، کالیفرنیا صورت گرفته، می‌تواند بینشی تازه در زمینه اثرات جاذبه صفر روی فضانوردان به دانشمندان بدهد.

به گزارش نیوساینتیست، پیش از این توت‌فرنگی‌ها و قورباغه‌ها به روشی مشابه در فضا شناور شده‌اند. دلیل این شناور ماندن به واکنش مولکول‌های آب در برابر میدان‌های مغناطیسی قوی برمی‌گردد. یک میدان مغناطیسی قوی می‌تواند حرکت الکترون‌ها را در مولکول‌های آب منحرف کند و در نتیجه با واکنشی عکس مواجه شود. نتیجه نهایی چنین عمل و عکس‌العملی، اثری دافع و جهت‌دار است که می‌تواند آن‌قدر قوی عمل کند که کشش جاذبه را از میان ببرد.

یوان مینگ لیو و همکارانش در آزمایشگاه جی.پی.ال برای انجام این آزمایش از یک دستگاه شناورساز اختصاصی استفاده کرده‌اند. این دستگاه از یک سیم‌پیچ ساخته شده که تا چند درجه بالای صفر مطلق سرد شده است و می‌تواند نقش یک ابررسانا را ایفا کند. عبور جریان الکتریکی از میان چنین سیم‌پیچی می‌تواند یک میدان مغناطیسی با قدرت 17 تسلا به وجود بیاورد که این میزان چیزی 10 هزار برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی تولید شده توسط موتور یخچال‌های امروزی و 10 میلیون بار بیشتر از میدان مغناطیسی زمین است.

قدرت این میدان مغناطیسی در طول سیم‌پیچ متغیر است. فضایی برای نگهداری آب در زیر سیم‌پیچ تعبیه شده که آب داخل آن با ایجاد یک میدان مغناطیسی مخالف، نیرویی دوبرابر جاذبه زمین در کف ایجاد خواهد کرد. گرانش منطقه میانی برابر گرانش زمین خواهد بود و گرانش در سطح محفظه به صفر رسیده است. این سیستم می‌تواند تمام اجسامی را که بر پایه آب هستند، ساعت‌ها و حتی روزها به شکل معلق نگاه دارد.

غیر‌قابل کنترل
زمانی که گروه یک موش جوان را که تنها ده گرم وزن داشت، در یک قفس غیرمغناطیسی قرار داد و آن‌را به منطقه شناوری منتقل کرد، یقین داشتند موش در قفسش شناور خواهد شد.

لیو می‌گوید: «ما از دیدن این موش معلق بسیار هیجان‌زده شده بودیم. پیش از این می‌دانستیم آب در این محیط شناور خواهد ماند، اما لحظه آخر به نتیجه نهایی شک کردیم. این موش هم چندان نترسیده بود. اما تلاش می‌کرد به چیزی چنگ بزند. من حدس می‌زنم به شناور شدن عادت نکرده بود. میان قفس مچاله شده بود و سپس شروع کرد به چرخیدن دور خودش. کاملا مشخص بود که علاقه‌ای به این شرایط ندارد».

استفاده از آرام‌بخش‌های ملایم در آزمایشات متوالی باعث شد موش‌ها شرایط بهتری داشته باشند. حتی موش‌هایی که آرام‌بخش دریافت نکرده بودند، پس از مدتی به شرایط بی‌وزنی عادت کردند و پس از حدود سه‌ساعت معلق ماندن در فضا، حتی توانستند غذا بخوردند.

این موش‌ها می‌توانند برای آزمایش شرایط بی‌وزنی و اثرات آن بر فضانوردان، در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار بگیرند و با کمک آنها آتروفی عضلات در فضانوردان یا تحلیل رفتن بافت استخوانی و تغییرات فشار خون به خوبی روی زمین بررسی شود. پیش‌از این برای تعیین اثرات بی‌وزنی از هواپیماهای vomit comet که شرایط نزدیک به جاذبه صفر یا ایستگاه فضایی بین‌المللی را شبیه‌سازی می‌کردند، استفاده می‌شد. این هواپیماها می‌توانند با حرکت در مسیری شبیه به سقوط آزاد، چند ده ثانیه شرایط بی‌وزنی را ایجاد کنند؛ اما شیوه جدید میدان مغناطیسی به مراتب بهتر عمل می‌کند و نه تنها زمان بیشتری در اختیار پژوهشگران قرار می‌دهد، که هزینه کمتری را به ناسا تحمیل خواهد کرد.

جیم والس از دانشگاه براون که به بررسی سلول‌ها در میدان‌های مغناطیسی پرداخته، می‌گوید: «ایجاد فناوری شناورسازی اجسام با استفاده از میدان‌های مغناطیسی، ایده‌ای بسیار هنرمندانه است. این‌که دستگاهی ساخته شده که می‌تواند یک پستاندار را روی زمین در شرایط بی‌وزنی قرار دهد، بسیار جالب توجه است. این می‌تواند به شناخت اثرات شناوری در فضا و بی‌وزنی در فضانوردان کمک شایانی بکند».

تأثیر میدان‌های مغناطیسی قوی روی حیواناتی که برای چند ساعت تا چند روز در معرض آنها قرار می‌گیرند، هنوز ناشناخته است. با این وجود موش‌هایی که در معرض میدانی مغناطیسی با قدرت 9.4 تسلا قرار گرفتند، هیچ شکل مشخصی از بیماری یا ناراحتی بروز ندادند.