Οι επιστήμονες προετοιμάζουν το πείραμα ISS για να μελετήσουν πώς σχηματίζονται τα σταγονίδια στο διάστημα

Σε μια συνεχιζόμενη αναζήτηση για να κατανοήσουμε τα φυσικά φαινόμενα που συμβαίνουν σε περιβάλλοντα μικροβαρύτητας, οι επιστήμονες ετοιμάζουν ένα νέο πείραμα για να μελετήσουν πώς σχηματίζονται τα σταγονίδια στο διάστημα. Η έρευνα αυτή στοχεύει να ρίξει φως στις θεμελιώδεις διαδικασίες που εμπλέκονται στον σχηματισμό, εξάτμιση και συγχώνευση σταγονιδίων, οι οποίες έχουν σημαντικές επιπτώσεις σε τομείς όπως η μικρορευστική, η καύση και η τεχνολογία ψεκασμού.

Το πείραμα, που ονομάζεται "σχηματισμός σταγονιδίων και εξάτμιση σε πείραμα μικροβαρύτητας (DropletFEM)", θα διεξαχθεί στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) από μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Dr.-ing. Αλέξανδρος Vogel από το Πανεπιστήμιο της Βρέμης στη Γερμανία. Το έργο DropletFEM υποστηρίζεται από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο (DLR) και την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA).

Κατανόηση της συμπεριφοράς σταγονιδίων στη μικροβαρύτητα:

Στο διάστημα, η απουσία μεταφοράς με γνώμονα την πλευστότητα δημιουργεί ένα μοναδικό περιβάλλον όπου τα σταγονίδια συμπεριφέρονται διαφορετικά σε σύγκριση με τη συμπεριφορά τους στη Γη. Το πείραμα DropletFEM στοχεύει να διερευνήσει αυτές τις διαφορές και να αποκτήσει μια βαθύτερη κατανόηση της δυναμικής των σταγονιδίων υπό συνθήκες μικροβαρύτητας.

Το πείραμα περιλαμβάνει την παρατήρηση και την ανάλυση σταγονιδίων διαφορετικών υγρών, συμπεριλαμβανομένου του νερού, της αιθανόλης και των ελαίων, καθώς σχηματίζονται και χειραγωγούνται μέσα σε ένα μικρορευστοειδές τσιπ. Με τον ακριβή έλεγχο των ρυθμών ροής, των θερμοκρασιών και άλλων πειραματικών παραμέτρων, οι επιστήμονες μπορούν να συλλάβουν εικόνες υψηλής ανάλυσης και δεδομένα για να μελετήσουν τα χαρακτηριστικά των σταγονιδίων, όπως το μέγεθος, το σχήμα και η ταχύτητα.

Συνέπειες για την επιστήμη και την τεχνολογία:

Οι γνώσεις που αποκτήθηκαν από το πείραμα DropletFEM θα συμβάλουν στην προώθηση της κατανόησης της φυσικής του υγρού στη μικροβαρύτητα και του αντίκτυπού της σε διάφορες επιστημονικές και τεχνολογικές εφαρμογές:

Microfluidics:Η μελέτη του σχηματισμού και της συμπεριφοράς σταγονιδίων στη μικροβαρύτητα μπορεί να παρέχει πολύτιμες γνώσεις για το σχεδιασμό μικρορευστικών συσκευών που χρησιμοποιούνται σε τομείς όπως η βιοτεχνολογία, η παράδοση φαρμάκων και η χημική σύνθεση.

Καύση:Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα σταγονίδια συμπεριφέρονται σε περιβάλλοντα μικροβαρύτητας είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών καύσης στα διαστημικά οχήματα, τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της πρόωσης.

Τεχνολογία ψεκασμού:Η γνώση που αποκτήθηκε από τη μελέτη του σχηματισμού σταγονιδίων μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη βελτιωμένων τεχνολογιών ψεκασμού που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες όπως η γεωργία, η κατασκευή και η καταστολή της πυρκαγιάς.

Το πείραμα DropletFEM θα παρέχει κρίσιμα δεδομένα και ιδέες που θα κατανοήσουν την κατανόηση της δυναμικής των σταγονιδίων και των εφαρμογών τους στο διάστημα και τα επίγεια περιβάλλοντα. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την έρευνα αυτή θα ωφελήσουν τις επιστημονικές κοινότητες, τις βιομηχανίες και τις διαστημικές υπηρεσίες που εμπλέκονται στη μικρορευστική, την καύση και την τεχνολογία ψεκασμού.

Το πείραμα υφίσταται επί του παρόντος προετοιμασία και δοκιμές στα εργαστήρια διαστημικής τεχνολογίας του Πανεπιστημίου της Βρέμης. Είναι προγραμματισμένο να μεταφερθεί στο ISS τους επόμενους μήνες, όπου οι αστροναύτες θα διεξάγουν τα πειράματα μετά το λεπτομερές πρωτόκολλο που παρέχεται από την ερευνητική ομάδα. Η επιστημονική κοινότητα αναμένει με ανυπομονησία τα δεδομένα και τις ανακαλύψεις ότι το πείραμα DropletFEM θα φέρει στο προσκήνιο της έρευνας μικροβαρύτητας.