Il modo in cui si formano le goccioline non è del tutto compreso sulla Terra, tanto meno nello spazio. Per studiare il fenomeno sulla Stazione Spaziale Internazionale, un apparato sperimentale dell’ESA ha affrontato rigorosi test a terra.
L’astronauta spagnolo dell’ESA Pedro Duque osserva una bolla d’acqua fluttuare tra lui e la telecamera, mostrando la sua immagine rifratta, sulla Stazione Spaziale Internazionale durante la missione Cervantes nel 2003. Credito immagine: NASA
Dropcoal, abbreviazione di Drop Coalescent, è un progetto di ricerca che studia come si formano le goccioline nello spazio e sulla Terra.
I risultati forniranno approfondimenti formazione di gocce di pioggia e nuvole, combustione di carburante e interazioni tra materiali, il tutto con ampie implicazioni per l’industria e il mondo accademico. Svolgono anche un ruolo cruciale nella somministrazione di medicinali agli astronauti durante missioni spaziali lunghe e di vasta portata.
Goccioline che si formano durante un volo parabolico nell’ambito dell’esperimento ESA Dropcoal. Lo studio di come si formano le goccioline nello spazio e sulla Terra promette approfondimenti in diverse aree come la formazione delle gocce di pioggia e delle nuvole, le interazioni materiali, la combustione del carburante e persino la somministrazione di farmaci agli astronauti durante missioni spaziali prolungate. Credito immagine: ESA
Il progetto comprende esperimenti eseguiti durante voli parabolici e nei laboratori. L’obiettivo è studiare la formazione e la coalescenza delle goccioline nell’ambiente a bassa gravità della Stazione Spaziale Internazionale come parte di una futura missione dell’ESA.
Quando le goccioline si scontrano
Sulla Terra, la gravità complica la formazione delle gocce. Quando un liquido cade o gocciola, la gravità lo trascina verso il basso e influenza il modo in cui si forma la goccia. Invece di una forma semplice e perfettamente sferica, la gravità fa sì che la goccia si allunghi o si appiattisca mentre cade.
Monitorare il comportamento delle gocce in un ambiente privo di peso potrebbe portare a una migliore comprensione di questo fenomeno.
Unità funzionali dell’esperimento Dropcoal dell’ESA nel rack sperimentale assemblato a bordo di un volo parabolico. Credito immagine: ESA
Il sistema Dropcoal è un dispositivo hardware costruito da Ingegneria InSpace rumena – per conto dell’ESA. È progettato per facilitare tali esperimenti a gravità zero. Per garantire che possa resistere nello spazio, è stato necessario esaminare prima la struttura e il funzionamento affidabile del dispositivo.
Scienziati provenienti da Romania, Germania e Stati Uniti hanno sviluppato un esperimento per testare il dispositivo durante il 79° volo parabolico dell’ESA nell’ottobre 2022.
Due sono una compagnia…
Il dispositivo Dropcoal non era solo su quel volo. Un esperimento DLR del centro aerospaziale tedesco è stato anche caricato sull’aereo Airbus 310 Zero Gravity, concentrandosi su come due goccioline si avvicinano e sui primi momenti in cui si uniscono.
All’interno del rack sperimentale dell’aereo, sia gli esperimenti ESA che quelli DLR hanno operato in modo indipendente. I componenti principali dell’apparato sperimentale dell’ESA erano tre siringhe collegate a un driver per siringa. Ciò ha permesso di creare goccioline sferiche sulla punta di otto aghi.
Il laboratorio Columbus rappresenta il più grande contributo singolo dell’Europa alla Stazione Spaziale Internazionale. Fissato permanentemente al modulo Harmony, questo laboratorio pressurizzato consente ai ricercatori a terra, aiutati dall’equipaggio della Stazione, di condurre un’ampia varietà di ricerche in un ambiente privo di peso. Credito immagine: ESA/NASA
Prossima fermata: Stazione Spaziale
Sulla base dei risultati del volo parabolico, gli esperimenti Dropcoal verranno eseguiti sulla Stazione Spaziale come parte di una missione ESA nel 2024. Ciò consentirà lo studio a lungo termine della formazione di goccioline a gravità zero.
Il modulo europeo Columbus ospiterà gli esperimenti nella struttura ICE Cubes. Lì le gocce si scontreranno frontalmente. Per monitorare il modo in cui le gocce interagiscono e si fondono, uno strumento ottico dotato di una fotocamera ad alta velocità catturerà immagini fotogramma per fotogramma.
Tutti gli esperimenti Dropcoal sulla Stazione Spaziale saranno controllati dalla Terra, portando le meraviglie della dinamica delle goccioline alla nostra portata.
Fonte: Agenzia spaziale europea
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
