L’experiment, desenvolupat per un investigador de l’Escola d'Enginyeria de Telecomunicació i Aeroespacial de Castelldefels (EETAC), servirà per millorar el control tèrmic dels tancs de combustible de vehicles espacials
Un experiment sobre gasos i líquids desenvolupat al Laboratori de Microgravetat del Departament de Física Aplicada de la Universitat Politècnica de Catalunya · Barcelona Tech (UPC), situat a l'Escola d'Enginyeria de Telecomunicació i Aeroespacial de Castelldefels (EETAC), és l’únic experiment del món de fora dels Estats Units que participa en vols suborbitals dins del programa Flight Opportunities de la NASA i serà enviat a l’espai, el proper dimarts, 12 de novembre, des de l’Spaceport America, a Nou Mèxic (Estats Units). El resultat d’aquest experiment servirà per millorar el control tèrmic dels tancs de combustible de vehicles espacials.
Flight Opportunities és una iniciativa organitzada per la NASA que fomenta el desenvolupament de la indústria del transport suborbital comercial permetent oferir les condicions adequades per testar l’ús de les noves tecnologies. Aquests vols suborbitals proporcionen als investigadors l’accés als 3-4 minuts aproximats de microgravetat en els quals poden posar a prova els seus experiments i desenvolupar-ne la tecnologia. El programa també permet simular entorns de gravetat reduïda com la Lluna i Mart.
L’experiment de la UPC , seleccionat l’octubre de 2011 i dirigit pel professor Ricard González Cinca, s’incorporarà al coet SpaceLoftXL amb altres treballs d’universitats nord-americanes, de la NASA , de l’empresa Air Force i d’una companyia privada. L’SpaceloftXL és un vehicle suborbital reutilitzable desenvolupat per UP Aerospace com una plataforma d'investigació de microgravetat en educació, recerca científica i comercial.
La proposta, que formarà part dels 6 experiments que es portaran a terme el proper dimarts, estudiarà el comportament dels líquids i de les bombolles de gas sotmesos a vibracions en condicions de microgravetat. El procés consistirà en l’aplicació de vibracions harmòniques a quatre cavitats que contenen bombolles en líquids amb diferents propietats. Aquest estudi es durà a terme durant els aproximadament 5 minuts en els quals el coet es troba en condicions de microgravetat, és a dir, a partir del moment en què el coet arribi a una alçada d’uns 100 km de la Terra i s’aturin els motors. A partir d’aquell instant l’aparell descriurà un moviment parabòlic degut a la força de la gravetat, que pot arribar fins a una alçada d’aproximadament 160 kilòmetres de la Terra. Serà al llarg d’aquesta trajectòria parabòlica quan el coet es trobarà en condicions de microgravetat.
La microgravetat és l’estat en el que es troben els objectes que orbiten al voltant del nostre planeta, com ara els satèl·lits espacials o l’Estació Espacial Internacional (ISS), i que s’assembla a l’absència de gravetat, situació que es pot reproduir a la Terra. En cap moment indica que no hi hagi gravetat. Al contrari: només hi ha gravetat, però el pes aparent és zero. La microgravetat és l’estat en el qual es troba un objecte quan es deixa caure en un ambient buit i sobre el qual l’única força que actua és la gravetat.
Un cop aconseguit aquest estat, els experiments es posaran en funcionament i el moviment dels fluids serà enregistrat amb una càmera d’alta velocitat per analitzar posteriorment i comparar amb la reacció dels fluids en situacions de gravetat.
Controlar els tancs de combustible
L’estudi dels fluids multifàsics (en general, barreges de líquids, gasos i sòlids) en microgravetat té especial rellevància per al coneixement del comportament d’aquests fluids en qualsevol nivell de gravetat, així com per a la millora del funcionament dels sistemes espacials que els contenen. Treballs teòrics i experimentals recents han demostrat que les vibracions tenen un paper fonamental en el comportament d'aquests fluids en condicions de microgravetat. Un sistema que generi les vibracions que cada aplicació requereixi pot ser una tecnologia eficaç per al control dels fluids multifàsics en l’espai.
L’objectiu del projecte és madurar aquesta tecnologia mitjançant l'adquisició dels coneixements necessaris per al seu ús en aplicacions espacials. En aquest sentit es recollirà la informació necessària per a la caracterització de la tecnologia en una àmplia gamma de configuracions. Les configuracions específiques (tipus de fluids, característiques de les ones acústiques, etc.) permetran l'obtenció d'informació valuosa per a l'ús de la tecnologia en cada aplicació.
Els resultats obtinguts en el vol del dia 12 i en els següents vols concedits per la NASA a l’equip de la UPC ajudaran a millorar la tecnologia per al control dels fluids multifàsics amb la generació de vibracions per mitjà de camps acústics. Aquesta tecnologia té especial interès per a diverses aplicacions, com ara per millorar el control tèrmic dels tancs de combustible de vehicles espacials, evitant així la degradació produïda per excessos de calor.
La tecnologia que s’està desenvolupant també podria permetre un control eficient del combustible restant en satèl·lits que orbiten la Terra i, per tant, allargar-ne la seva vida útil. D’altra banda, un millor control dels fluids multifàsics en baixa gravetat pot optimitzar alguns sistemes de suport de vida a l’espai, com per exemple els sistemes de tractament d’aigües residuals en vehicles espacials tripulats.