Top
Επιστήμη
16-5-2019

Ομάδα του ΑΠΘ χειρίζεται πείραμα βρασμού στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

H πειραματική συσκευή RUBI

Ομάδα του ΑΠΘ χειρίζεται πείραμα βρασμού στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό
fontsize

Τη Δευτέρα 8 Ιουλίου 2019 θα εκτοξευθεί από το Kennedy Space Center στο Ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριντα των ΗΠΑ καινοτομική διαστημοσυσκευή με ισχυρή ελληνική επιστημονική παρουσία. Πρόκειται για την πειραματική συσκευή RUBI (Referencem Ultiscale experiment for Boiling Investigation) που θα μεταφερθεί στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό με το σκάφος DragonC20 επάνω σε πύραυλο Falcon 9, στο πλαίσιο της αποστολής Space X CRS-18.

Για πρώτη φορά ελληνική ομάδα θα χειρίζεται σε πραγματικό χρόνο την εκτέλεση του πειράματος στο διάστημα. Ο χειρισμός - έλεγχος θα γίνεται από το Απομακρυσμένο Κέντρο Τηλεμετρίας (Remote Telemetry Station) στο Τμήμα Χημείας του ΑΠΘ.

H συσκευή μετέχει στο πείραμα που αφορά τη μελέτη του βρασμού ψυκτικών υγρών σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Πιο συγκεκριμένα, θα μελετηθεί ο βρασμός υπό την επίδραση πεδίου εξωτερικών δυνάμεων, όπως π.χ. οι δυνάμεις που αναπτύσσονται κατά τη ροή των υγρών εντός σωληνώσεων ψυκτικών συσκευών, καθώς και κατά την εφαρμογή ισχυρών ηλεκτρικών πεδίων. Οι δυνάμεις αυτές επηρεάζουν την αποκόλληση των φυσαλίδων ατμού από την επιφάνεια βρασμού και επομένως καθορίζουν την απόδοση του βρασμού.

Σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας μηδενίζεται η επίδραση της άνωσης και έτσι μπορούν να μελετηθούν τα φαινόμενα του βρασμού με μεγάλη λεπτομέρεια και σε διαφορετικές κλίμακες μεγέθους.

Στην πολυεθνική ομάδα RUBI του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος συμμετέχουν Πανεπιστήμια και Ερευνητικά Ιδρύματα από τη Γερμανία, τη Γαλλία, την Ιταλία, τις ΗΠΑ, τη Ρωσία, την Ιαπωνία και την Ελλάδα. Η χώρα μας εκπροσωπείται από την ερευνητική Ομάδα Πολυφασικής Δυναμικής του Τμήματος Χημείας του ΑΠΘ, με επικεφαλής τον Καθηγητή Θοδωρή Καραπάντσιο.

Στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό η συσκευή RUBI θα εγκατασταθεί εντός της διάταξης Fluid Science Laboratory στο εσωτερικό του Columbus module.

Έπειτα από μια μικρή αρχική περίοδο δοκιμών και ρυθμίσεων, η συσκευή RUBI θα λειτουργεί αδιαλείπτως έως τον Ιανουάριο του 2020. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της, η ελληνική ομάδα θα λαμβάνει μέσω δορυφόρου σε πραγματικό χρόνο δεδομένα τηλεμετρίας που αφορούν:

·         εικόνες υψηλής ταχύτητας και υψηλής ανάλυσης του σχηματισμού και της ανάπτυξης φυσαλίδων,

·         υπέρυθρες εικόνες υψηλής ταχύτητας και ανάλυσης του θερμοκρασιακού πεδίου στην επιφάνεια βρασμού,

·         μετρήσεις θερμοκρασίας σε διάφορες αποστάσεις από την επιφάνεια βρασμού.

 
Η διαστημοσυσκευή RUBI έχει κατασκευαστεί από την εταιρεία AIRBUS Defense and Space στις εγκαταστάσεις της οποίας, στο Friedrichshafen της Γερμανίας, έγιναν το πρώτο δεκαπενθήμερο του Φεβρουαρίου του 2019 εκτενείς πειραματικές δοκιμές της, υπό την καθοδήγηση της πολυεθνικής ερευνητικής ομάδας, για τον προσδιορισμό των λειτουργικών παραμέτρων της συσκευής. Τον Απρίλιο του 2019 έγιναν οι δοκιμές των πρωτοκόλλων επικοινωνίας με τη συσκευή και τους αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Στο τέλος Μαΐου του 2019 θα γίνουν οι τελικοί έλεγχοι των παραμέτρων λειτουργίας της συσκευής με χρήση δεδομένων τηλεμετρίας.


Εφαρμογές του βρασμού

Η διεργασία του βρασμού συναντάται σε πολλά τεχνολογικά πεδία, όπως στις βιομηχανίες παραγωγής και μετατροπής ενέργειας, σε περιβαλλοντικές εφαρμογές, σε βιομηχανίες τροφίμων και χημικών προϊόντων καθώς επίσης και σε διαστημικές εφαρμογές. Η πιο σημαντική και διαδεδομένη εφαρμογή του βρασμού είναι για την αποτελεσματική ψύξη θερμικών φορτίων, όπως, για παράδειγμα, για την ψύξη μεγάλων ηλεκτρονικών συστημάτων. Ο βρασμός επιτρέπει τη γρήγορη μεταφορά μεγάλων θερμικών φορτίων, με χρήση μικρής επιφάνειας εναλλαγής θερμότητας (μικρό μέγεθος συσκευής) και με μικρές διαφορές θερμοκρασίας ως κινούσα δύναμη.


Βρασμός σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας

Τα πειράματα βρασμού που διεξάγονται σε περιβάλλον με έλλειψη βαρύτητας επιτρέπουν την παρατήρηση φαινομένων που είναι υπερβολικά γρήγορα και εντοπισμένα σε μικρή κλίμακα για να μετρηθούν υπό φυσιολογικές συνθήκες βαρύτητας (π.χ. φαινόμενα στη μικροστοιβάδα μεταξύ φυσαλίδων και θερμού τοιχώματος, διεπιφανειακή ροή Marangoni). Η κατανόηση της θερμοδυναμικής και της υδροδυναμικής κατά τον βρασμό σε έλλειψη βαρύτητας είναι απαραίτητη για τον σχεδιασμό μελλοντικών διαστημικών εφαρμογών, όπως είναι η αποθήκευση κρυογενικών καυσίμων, τα συστήματα πρόωσης πυραύλων, η ψύξη ηλεκτρονικών συστημάτων δορυφόρων και διαστημικών οχημάτων.

 
Επιστημονικός στόχος του πειράματος

Ο στόχος του πειράματος RUBI Multiscale Boiling είναι να διερευνήσει τα βασικά φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας κατά τον βρασμό, με την εφαρμογή μιας πειραματικής και θεωρητικής προσέγγισης σε πολλές κλίμακες μεγέθους, η οποία περιλαμβάνει δύο διακριτές εξωτερικές δυνάμεις (ηλεκτρικό πεδίο σε στάσιμο υγρό και διατμητική ροή υγρού). Πρόκειται για εξωτερικές δυνάμεις που παίζουν ρόλο στο σχήμα των φυσαλίδων και στο οριακό στρώμα κοντά στη φυσαλίδα. Η διερεύνησή τους θα συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών μεταφοράς θερμότητας κατά τον βρασμό και θα οδηγήσει σε νέα δεδομένα, τα οποία θα συμβάλουν στην αξιολόγηση θεωρητικών μοντέλων.



Απομακρυσμένο Κέντρο Τηλεμετρίας (Remote Telemetry Station) στο Τμήμα Χημείας του ΑΠΘ



Δορυφορικά δεδομένα τηλεμετρίας



Σχεδιάγραμμα πειραματικής διάταξης της συσκευής RUBI



Η συσκευή RUBI



Εμπρόσθια τομή της συσκευής RUBI

Δεν υπάρχει κάποιο σχόλιο για το άρθρο



Διεθνής αναγνώριση του Εθνικού Ερευνητικού Δικτύου για τη μελέτη του Διαστημικού ΚαιρούΔιεθνής αναγνώριση του Εθνικού Ερευνητικού Δικτύου για τη μελέτη του Διαστημικού Καιρού

Με τη συμμετοχή του ΑΠΘ


Ομάδα του ΑΠΘ χειρίζεται πείραμα βρασμού στον Διεθνή Διαστημικό ΣταθμόΟμάδα του ΑΠΘ χειρίζεται πείραμα βρασμού στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

H πειραματική συσκευή RUBI


Δύο ερευνητές του ΑΠΘ στον Περιοδικό Πίνακα Νέων ΧημικώνΔύο ερευνητές του ΑΠΘ στον Περιοδικό Πίνακα Νέων Χημικών

Διεθνής διάκριση για την Ελλάδα


Σπουδαία ανακάλυψη αρχαιολόγων στην ΑίγυπτοΣπουδαία ανακάλυψη αρχαιολόγων στην Αίγυπτο

Η αρχαιολογική σκαπάνη έφερε στο φως τον τάφο ενός υψηλόβαθμου ιερέα


Τα μάτια σας στον κομήτη του ΣαββατοκύριακουΤα μάτια σας στον κομήτη του Σαββατοκύριακου

Μία από τις δέκα κοντινότερες προσεγγίσεις κομήτη από το 1950


Το InSight φωτογραφίζεται και μας δείχνει την κατάστασή τουΤο InSight φωτογραφίζεται και μας δείχνει την κατάστασή του

Η πρώτη σέλφι που στέλνει στη Γη


Οργανική ύλη εντοπίστηκε στη ΔήμητραΟργανική ύλη εντοπίστηκε στη Δήμητρα

Τι δείχνουν στοιχεία που συνέλεξε το σκάφος Dawn


Το OSIRIS-REx βρήκε ενδείξεις νερού σε αστεροειδήΤο OSIRIS-REx βρήκε ενδείξεις νερού σε αστεροειδή

Ενδεχομένως να κρύβει στοιχεία για την προέλευση της ζωής στη Γη


Το 2030 το Κλίμα θα θυμίζει το 3.000.000 π.Χ - SOS από τους επιστήμονεςΤο 2030 το Κλίμα θα θυμίζει το 3.000.000 π.Χ - SOS από τους επιστήμονες

Πολλά είδη ζώων κινδυνεύουν να εξαφανιστούν


Το πρώτο ηχητικό ντοκουμέντο από τον πλανήτη ΑρηΤο πρώτο ηχητικό ντοκουμέντο από τον πλανήτη Αρη

Δείτε και ακούστε στο βίντεο που παρουσιάζει η NASA



goTHESS

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ
ΡΟΗ NEA

ΔΙΑΒΑΣΤΗΚΑΝ ΠΟΛΥ
Τα μάτια σας στον κομήτη του ΣαββατοκύριακουΤα μάτια σας στον κομήτη του Σαββατοκύριακου
Σπουδαία ανακάλυψη αρχαιολόγων στην ΑίγυπτοΣπουδαία ανακάλυψη αρχαιολόγων στην Αίγυπτο
Το πρώτο ηχητικό ντοκουμέντο από τον πλανήτη ΑρηΤο πρώτο ηχητικό ντοκουμέντο από τον πλανήτη Αρη
Η Κίνα θα επιχειρήσει να προσεληνώσει συσκευή στην σκοτεινή πλευρά της ΣελήνηςΗ Κίνα θα επιχειρήσει να προσεληνώσει συσκευή στην σκοτεινή πλευρά της Σελήνης
Το InSight φωτογραφίζεται και μας δείχνει την κατάστασή τουΤο InSight φωτογραφίζεται και μας δείχνει την κατάστασή του
Λαμπερό εύρημα του Curiosity στην επιφάνεια του Άρη προβληματίζει τους επιστήμονεςΛαμπερό εύρημα του Curiosity στην επιφάνεια του Άρη προβληματίζει τους επιστήμονες
Η Φυσική μαγεύει: Τριήμερο δράσεων στους χώρους του Πανεπιστημίου Δυτικής ΑττικήςΗ Φυσική μαγεύει: Τριήμερο δράσεων στους χώρους του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής
Δύο ερευνητές του ΑΠΘ στον Περιοδικό Πίνακα Νέων ΧημικώνΔύο ερευνητές του ΑΠΘ στον Περιοδικό Πίνακα Νέων Χημικών
Νεότερα σχολιασμένα:
Σε