Несподіване відкриття у мікрогравітації: дивна поведінка киплячих рідин допоможе підкорити глибокий космос

Дослідники виявили дивовижну поведінку рідин під час кипіння в умовах низької гравітації, яка повністю змінює уявлення про фізику процесів у космосі. Результати відповідної роботи опубліковані в науковому журналі npj Microgravity.

Капсула Orion. Фото: NASA

Спростування старих міфів: як поводиться рідина в космосі

Проте експерименти з рідким азотом показали протилежне:

• Посилене тепловідведення: За певних умов низька гравітація покращує відведення тепла, роблячи процес кипіння ефективнішим, ніж вважалося раніше.
• Причина явища: У мікрогравітації бульбашки довше залишаються біля гарячої поверхні. Вони формують надзвичайно тонку рідку плівку між собою та нагрівачем, що різко прискорює теплопередачу.
• Температурний ліміт: Водночас максимальна температура, яку поверхня може безпечно витримати до настання нестабільного кипіння, знижується приблизно на 65%.

Практична користь для далеких космічних місій

Ілюстративне зображення космічного корабля. Фото: wiki

У космічній інженерії існує подвійний виклик, пов'язаний із криогенними рідинами (рідким воднем та киснем):

• Для електроніки: Потрібне максимальне та швидке кипіння для ефективного охолодження сильних теплових навантажень.
• Для паливних баків: Потрібне максимальне стримування кипіння, щоб уникнути випаровування та втрати палива протягом місяців чи років польоту.

Оскільки особливості поверхні бака чи охолоджувача можуть як посилювати, так і пригнічувати кипіння, науковці зможуть проектувати матеріали з особливим рельєфом. Це дасть змогу створити системи з нульовим випаровуванням палива, що стане ключем до успішних місій у глибокий космос.

Читайте також

• Живемо в борг: вчені заявили про виснаження природних ресурсів планети.
• Сліди древньої води та геометричні візерунки: NASA показало нові вражаючі кадри з Марса.