为长期太空栖息地提供供暖和空调的科学技术几乎已经完全可用
为了在月球或火星上生活,人类需要能够在重力减弱和比地球上高或低数百度的温度下长期运行的热量和空调。
构建这些系统需要了解重力减小如何影响沸腾和冷凝,所有供暖、通风和空调系统都使用这些系统在地球重力下运行。
普渡大学于 8 月 1 日在诺斯罗普·格鲁曼公司向 NASA 国际空间站执行的第 19 次商业补给服务任务 (NG-19) 中启动了一项实验,旨在收集科学家所需的数据,以回答数十年来关于沸腾和冷凝如何在低重力条件下工作的问题。
普渡大学贝蒂·鲁斯和米尔顿·B·霍兰德家族教授伊萨姆·穆达瓦尔 (Issam Mudawar)表示:“一百多年来,我们对热量和冷却系统如何在地球重力作用下工作有了深入的了解,但我们还不知道它们在失重条件下如何工作。” 机械工程系 。
NG-19 航天器预计将于 8 月 1 日晚上 8 点 31 分从宇航局位于弗吉尼亚州瓦洛普斯飞行设施的大西洋中部区域太空港发射,并于 8 月 4 日抵达空间站。 宇航局直播。
这次飞行中搭载了一个模块,用于对名为流动沸腾和冷凝实验(FBCE)的设施进行第二次实验 ,该设施自 2021 年 8 月以来一直在收集空间站的数据 。
去年 7 月,穆达瓦尔和他的学生 完成了他们的第一个实验, 从空间站上的 FBCE 模块收集数据,该模块测量重力减小对沸腾的影响。当该设施的附加组件随 NG-19 航天器抵达时,研究人员将能够进行第二次实验,该实验将研究凝结在减重环境中的工作原理。
FBCE 的两个实验模块将在 2025 年之前保持在轨道上,从而使整个流体物理学界能够利用该硬件。
穆达瓦尔说:“我们已经准备好结束这本关于重力流动和沸腾的整个科学的书了。”
为了开发 FBCE,穆达瓦尔的实验室与宇航局位于克利夫兰的格伦研究中心合作,该中心设计和制造了飞行硬件,并由该机构位于宇航局总部的生物和物理科学部资助。该团队花了 11 年时间开发 FBCE 硬件,以适应 轨道实验室的 流体集成架。
FBCE 关于沸腾和冷凝的答案不仅将支持月球或火星探索,还有助于航天器航行更远的距离。任务距离地球越远,执行这些任务的航天器就越有可能需要创新的动力和推进系统,例如核热或电力系统。与在太空中加热和冷却的其他类型的过程相比,沸腾和冷凝在为带有这些系统的航天器传递热量方面要有效得多。
此外,FBCE 数据可以 提供对重力减小如何影响用作推进剂的低温液体航天器的流动沸腾行为的科学理解,从而帮助航天器 在轨道上加油。
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