Die Schwierigkeiten beim Bewegen von Flüssigkeiten im Weltraum ausbügeln

Tricks That Will Make Your Life Easier (Juni 2019).

Anonim

Flüssigkeit fließt bergab - zumindest auf der Erde. Die Bewegung von Flüssigkeiten wird im Weltraum viel komplizierter, und das schafft Herausforderungen für Systeme, die darauf angewiesen sind, Fluide zur Wärmeregulierung, Motortreibstoffe und andere Funktionen zu pumpen.

Eine Untersuchung an Bord der Internationalen Raumstation untersucht die Bewegung von Flüssigkeiten mit der Kraft von Magneten anstelle von Pumpen mit mechanischen beweglichen Teilen. Ferrofluide enthalten kleine Eisenoxidpartikel, die magnetisiert werden können. Für das PAPELL-Experiment verwenden die Forscher ein elektromagnetisches Feld, um diese Ferrofluide unter verschiedenen Bedingungen zu manipulieren und zu bewegen. Kameras und Sensoren überwachen die Bewegung der Fluide über Gitter von Elektromagneten und durch Rohre.

"Mechanische Komponenten sind immer ein Risiko des Scheiterns, ein Problem, das bei Weltraummissionen vermieden werden muss, besonders bei langen Missionen", sagt Franziska Hild, eine von 30 Studenten der Small Satellite Student Society der Universität Stuttgart (KSat e. V.), die die Untersuchung entwickelt und durchführt. "Die Verwendung einer nichtmechanischen Pumpe verlängert die Lebensdauer des Systems und ermöglicht so den Einsatz bei Langzeitmissionen für das Thermal- oder Treibstoffmanagement."

Zuverlässige, effiziente Pump- und andere Fluidtransportaufgaben sind besonders wichtig bei der Konstruktion von Raumfahrzeugen der nächsten Generation. Die Fähigkeit, Fluide in Mikrogravitation reibungslos von einem Ort zum anderen zu bewegen, könnte viele mögliche Falten bei der Weltraumforschung eliminieren.

Das genaue Verhalten einer Flüssigkeit unter magnetischer Beeinflussung in der Mikrogravität ist Teil der Untersuchung, ergänzt Manfred Ehresmann, ein weiterer der Forscher. "Derzeit sind wir unsicher, ob Schwerelosigkeit die Leistung der Magnetpumpe erhöht oder verringert. Leichtere Bewegungen in der Schwerelosigkeit können die Beweglichkeit einzelner Tröpfchen unterstützen oder unsere Manipulationsfähigkeit durch Vergrößerung der Abstände zu den Elektromagneten behindern."

Neben der Weiterentwicklung der Technologie für das Design dieser neuen Pumpenklasse im Weltraum könnte PAPELL helfen, andere Probleme im Zusammenhang mit dem Transport von Flüssigkeiten zu lösen, sagt Forscherin Kira Grunwald. Ein verschleißarmes, vibrationsarmes und wartungsarmes Pumpsystem könnte die Leistung und die erwartete Lebensdauer von Raumstationen, Satelliten und Weltraumteleskopen verbessern.

Pumpen, die wenig Wartung benötigen und eine längere Betriebsdauer haben, haben auch viele mögliche Anwendungen auf der Erde, wie zum Beispiel zum Pumpen von Wasser in abgelegenen Gebieten. Der niedrigere Geräuschpegel von Magnetpumpen erhöht auch Sicherheit und Komfort am Arbeitsplatz, egal ob im Weltraum oder am Boden.

Diese Untersuchung wurde vom ISS National Lab gefördert, das vom Zentrum für die Förderung der Weltraumforschung (CASIS) geleitet wird. Das Experiment verwendet eine NanoLab-Plattform in einem NanoRacks-Modul an Bord der Raumstation.

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