Picături pregătite pentru coliziune
Primul experiment românesc pe Stația Spațială Internațională generează picături pentru a le ciocni frontal, la viteze controlate, în interiorul unui cub. Comportamentul acestora intrigă oamenii de știință într-un mediu în care gravitația, flotabilitatea, deplasarea particulelor și sedimentarea sunt neglijabile. Experimentul Drop Coal, prescurtare pentru Drop Coalescence, explorează formarea picături lor în spațiu și pe Pământ.
În spatele fiecărei picături de ploaie care ajunge pe pământ se ascunde o poveste fascinantă despre legile fizicii. Ploaia este rezultatul interacțiunii complexe dintre apă și gravitația Pământului, care determină picăturile să își schimbe forma și să fuzioneze în drumul lor spre sol. Oamenii de știință îl numesc coalescență – procesul prin care două sau mai multe picături, bule sau particule se amestecă pentru a forma o singură entitate mai mare.
Coalescența picături lor rămâne o provocare semnificativă în mecanica fluidelor. Dropcoal investighează interacțiunile între două picături de lichide diferite, cum ar fi apă, etanol și albastru de metilen, variind diametrele și vitezele acestora, de la viteza cu care se deplasează globulele albe în sânge (0,01 mm/s) și până la viteza de deplasare a furnicilor (10 mm/s).
Monitorizarea felului în care picăturile interacționează și se unesc în imponderabilitate ar putea explica formarea picăturilor de ploaie, arderea combustibilului și interacțiunile dintre materiale. Astronauții, în timpul misiunilor spațiale de lungă durată, ar putea beneficia de pe urma unei înțelegeri mai aprofundate a modului de manipulare a picăturilor, atunci când tratează probleme ale ochilor, nasului și pielii, precum și când prepară soluții injectabile.
După lansarea din 5 noiembrie cu cea de-a 31-a misiune a SpaceX de aprovizionare către Stația Spațială, astronautul NASA Don Pettit a instalat experimentul în instalația ICE Cubes a modulului Columbus al ESA. „Acest experiment studiază dacă picăturile fuzionează sau se resping între ele și modul în care se amestecă fluidele după aceste coliziuni”, a explicat astronautul, care este și inginer chimist.
Experimentul generează deja primele picături în microgravitație. În timp ce o cameră de mare viteză captează imagini la 8000 de cadre pe secundă, pompe și motoare de precizie controlează mișcările picăturilor. Software-ul folosește recunoașterea imaginilor pentru a comanda generarea picăturilor la momentul potrivit.
În timpul fazei de punere în funcțiune, echipele românești de pe Pământ au efectuat o serie de teste pentru a se asigura că toate sistemele funcționează corect. Sunt planificate cel puțin 560 de coliziuni, care implică picături de dimensiuni de la doi până la cinci milimetri.
Dropcoal marchează un pas important pentru România, țară care a devenit un Stat Membru ESA în 2011. Acesta este primul experiment dezvoltat și construit de RISE, compania Romanian InSpace Engineering.
Rezultatele experimentului vor fi analizate de o echipă științifică condusă de experți de la Institutul Național pentru Fizica Laserelor, Plasmei și Radiațiilor din România, în colaborare cu Universitatea Tehnică din Darmstadt, Germania și cu Universitatea Carnegie Mellon din SUA.