Bleib ruhig! Neues Experiment hilft, die Wärmeübertragung im Weltraum zu verstehen

Aus einer NASA-Pressemitteilung:

Es mag unlogisch erscheinen, aber das Kochen ist eine sehr effiziente Methode, um technische Komponenten und Systeme zu kühlen, die in extremen Umgebungen des Weltraums eingesetzt werden.

Ein Experiment, um ein grundlegendes Verständnis dieses Phänomens zu erlangen, das auf der Space Shuttle Discovery Feb. zur Internationalen Raumstation gestartet wurde. Das Nucleate Pool Boiling Experiment (NPBX) ist eines von zwei Experimenten in der neuen Boiling eXperiment Facility (BXF).

Das Kochen von Keimen ist das Blasenwachstum von einer erhitzten Oberfläche und das anschließende Ablösen der Blase von einer kühleren umgebenden Flüssigkeit. Infolgedessen können diese Blasen Energie effizient von der kochenden Oberfläche in die umgebende Flüssigkeit übertragen. Diese Untersuchung liefert ein Verständnis der Wärmeübertragungs- und Dampfentfernungsprozesse, die während des Siedens von Keimen in Mikrogravitation ablaufen. Die Forscher werden Informationen sammeln, um Raumfahrtsysteme besser zu entwerfen und zu betreiben, die das Kochen zur effizienten Wärmeabfuhr verwenden.

Blasen in der Schwerelosigkeit wachsen anders groß als auf der Erde. Dieses Experiment konzentriert sich auf die Dynamik einzelner und mehrerer Blasen und die damit verbundene Wärmeübertragung.

NPBX verwendet einen polierten Aluminiumwafer, der von an der Rückseite angebrachten Heizgeräten angetrieben wird, und fünf gefertigte Hohlräume, die einzeln gesteuert werden können. Das Experiment wird einzelne und / oder mehrere Blasen untersuchen, die an diesen Hohlräumen erzeugt werden. Es misst die Leistung, die jeder Heizungsgruppe zugeführt wird, und Kameras zeichnen die Blasendynamik auf. Durch die Analyse der Heizleistungsdaten und der aufgezeichneten Bilder können die Forscher feststellen, wie sich die Blasendynamik und die Wärmeübertragung in der Schwerelosigkeit unterscheiden.

"Durch das Kochen können Größe und Gewicht der in Raumfahrtsystemen verwendeten Wärmeaustauschgeräte erheblich reduziert werden", sagte Vijay Dhir, der Hauptforscher des Experiments an der University of California in Los Angeles. "Kochen und mehrphasige Wärmeübertragung ist eine Technologie, die Weltraumerkundungsmissionen ermöglicht, einschließlich Lagerung und Handhabung von kryogenen oder extrem niedrigen Temperaturen, lebenserhaltenden Systemen, Stromerzeugung und Wärmemanagement."

"Die Kosten für den Transport von Ausrüstung in den Weltraum hängen von der Größe und dem Gewicht der Ausrüstung ab", fügte David Chao hinzu, der Projektwissenschaftler vom Glenn Research Center der NASA in Cleveland. "Die Wissensbasis, die durch das Experiment entwickelt wird, gibt uns die Möglichkeit, verschiedene Komponenten und Systeme, die im Weltraum eingesetzt werden, effizient zu kühlen und könnte zu kleineren und leichteren Raumfahrzeugen führen."

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