Da Orsina Fiorentini 
Scienza nello spazio: luglio 2024
In questo periodo dell’anno, il controllo della temperatura è nella mente di tutti. Soprattutto ora, poiché maggio 2024 ha visto un anno intero di temperature mensili record: una serie senza precedenti, secondo Scienziati Dal Goddard Institute for Space Studies della NASA a New York.
Gli esperti della NASA analizzano i dati di migliaia di strumenti terrestri, marini e celesti per calcolare la temperatura globale della Terra. Conoscere la temperatura della Terra aiuta scienziati, operatori sanitari e funzionari governativi a pianificare e rispondere agli effetti del calore sulle persone e sulle infrastrutture.
Membri dell’equipaggio accesi Stazione Spaziale Internazionale Affrontare un diverso tipo di calore – quello generato da dispositivi elettronici, sistemi di supporto vitale e altre apparecchiature – è essenziale per il funzionamento del veicolo spaziale e per la salute e la sicurezza dei suoi occupanti.
Rimozione del calore
Strumentazione utilizzata in un esperimento con un reattore di recupero dell’acqua a letto impaccato. Il mezzo di riempimento è visibile nel lungo tubo trasparente.
NASA
I reattori a letto impaccato (PBR) sono strutture riempite con pellet di materiali diversi per aumentare il contatto tra il liquido e il gas che li attraversa. Sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni, tra cui il controllo termico o la gestione del calore, i sistemi di supporto vitale e la filtrazione dell’acqua e offrono un basso consumo energetico, dimensioni ridotte e affidabilità. L’esperimento Packed Bed Reactors: Water Recovery Series (PBRE-WRS) continua a valutare come la microgravità influisce sulle prestazioni dei diversi mezzi di imballaggio. Il materiale utilizzato, la forma e la dimensione dei grani contribuiscono all’efficienza dello scambio termico nei reattori a letto impaccato. Questa ricerca potrebbe aiutare a progettare e far funzionare questi sistemi in microgravità, sulla Luna e su Marte e portare a miglioramenti in questa tecnologia per applicazioni sulla Terra come i sistemi di purificazione e raffreddamento dell’acqua.
Precedenti indagini, PBRE e PBRE-2, disponibile Comprensione di base del flusso simultaneo di gas e liquidi attraverso reattori a vapore a gravità zero. Questa migliore comprensione aiuta a sostenere lo sviluppo di sistemi di gestione termica e di supporto vitale più efficienti e leggeri per le missioni future.
Il calore svanì
In questo video di FBCE, quando un liquido inizia a bollire, sulla superficie calda si formano piccole bolle (immagine in alto) che diventano più grandi nel tempo.
Man mano che vengono aggiunte più funzionalità ai dispositivi elettronici, questi generano più calore, che diventa più difficile da rimuovere. L’ebollizione a flusso è un metodo di gestione del calore che utilizza questo calore per far bollire un liquido in movimento e generare bolle di vapore che sollevano il calore dalla superficie, quindi lo trasformano nuovamente in un liquido mediante condensazione. Ma usare l’ebollizione per gestire il calore è meno efficiente in microgravità perché in assenza di galleggiabilità, le bolle crescono e rimangono vicino alla superficie.
Il Flow Boiling and Condensation Experiment (FBCE) ha testato un modello dell’impianto di ebollizione e condensazione del flusso della Stazione Spaziale. È stato scelto Fattori importanti che influenzano questo processo in microgravità e come differisce da quello sulla Terra. I risultati potrebbero aiutare i ricercatori a identificare modi per migliorare il funzionamento di questi sistemi in microgravità.
Questa ricerca ha portato anche a sviluppo Una rete neurale artificiale (ANN) addestrata sui dati dell’esperimento FBCE per prevedere il flusso e il trasferimento di calore da utilizzare nella progettazione e nell’analisi dei sistemi termici. Le reti neurali artificiali sono un tipo di intelligenza artificiale costituita da unità computazionali che assomigliano ai neuroni nel sistema nervoso degli organismi viventi.
L’astronauta della NASA Josh Cassada lavora all’indagine PFMI-ASCENT.
NASA
Indagine PFMI-ASCENT è stato trovato L’aggiunta di denti o reticoli microscopici su una superficie provoca la formazione di più bolle e aumenta il trasferimento di calore. Questa scoperta aiuta a migliorare i sistemi di ebollizione del flusso utilizzati per rimuovere il calore dai dispositivi elettronici nello spazio.
Seguire la corrente
Vista ravvicinata della camera di prova per esperimenti sul flusso capillare-2.
NASA
I fluidi si comportano diversamente nello spazio rispetto alla Terra. L’esperimento sul flusso capillare 2 ha studiato la bagnabilità, ovvero la capacità di un liquido di diffondersi su una superficie, in diverse forme di contenitori a gravità zero. Risultati mostrare I modelli sono in grado di prevedere adeguatamente il flusso del fluido in diverse forme di contenitori. Queste previsioni supportano una migliore progettazione dei sistemi che gestiscono i fluidi a bordo dei veicoli spaziali, compresi i sistemi di controllo termico.
Melissa Gaskill
Gruppo di comunicazione per la ricerca sulla Stazione Spaziale Internazionale
Il Johnson Space Center della NASA
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