Guardare una bolla fluttuare senza sforzo attraverso la Stazione Spaziale Internazionale può essere affascinante e bello da vedere, ma quella stessa bolla sta anche insegnando ai ricercatori come i fluidi si comportano diversamente in microgravità rispetto a quanto fanno sulla Terra. Le condizioni quasi senza peso a bordo della stazione consentono ai ricercatori di osservare e controllare un'ampia varietà di fluidi in modi che non sono possibili sulla Terra, principalmente a causa della dinamica della tensione superficiale e della mancanza di galleggiabilità e sedimentazione all'interno dei fluidi nell'ambiente a bassa gravità.

Comprendere come reagiscono i fluidi in queste condizioni potrebbe portare a progetti migliori sui serbatoi di carburante, sistemi idrici e altri sistemi a base di fluido per viaggi nello spazio, così come di nuovo sulla Terra.

Molte indagini a bordo del laboratorio orbitante si concentrano sulla fisica dei fluidi, incluso il movimento dei liquidi o la formazione di bolle. Come sulla Terra, la formazione di una bolla a volte è un'aggiunta gradita, ma potrebbe anche essere un'indicazione che qualcosa è andato storto e deve essere rielaborato. Tecnologia, indagini, e anche compiti semplici come l'acqua potabile devono prendere in considerazione le bolle per essere adattati per essere funzionali in un ambiente di microgravità.

Qui ci sono diverse indagini che usano le bolle o la fisica dei fluidi a loro vantaggio.

• L'indagine Observation Analysis of Smectic Islands in Space (OASIS) ha studiato il comportamento unico dei cristalli liquidi in condizioni di microgravità, notando il modo in cui questi cristalli agiscono sia come solido che come liquido. Le bolle di cristallo liberamente sospese in condizioni di microgravità rappresentano sistemi fluidi quasi ideali che sono fisicamente e chimicamente gli stessi per lo studio dei liquidi in movimento. Capire come si comportano questi cristalli nello spazio potrebbe portare a miglioramenti ai micro-display del casco spaziale, nonché schermi di qualità superiore su dispositivi che utilizzano schermi a cristalli liquidi (LCD).
• Il Capillary Flow Experiment (CFE) ha cercato di risolvere il problema del trasferimento di fluidi da un contenitore all'altro nello spazio. Senza gravità, i liquidi non scorrono come sulla Terra, né si raccolgono sul fondo di un contenitore come ci si aspetterebbe che si trovino in gravità. La ricerca ha scoperto che sebbene il controllo del flusso dei fluidi sia difficile nello spazio, forze capillari, o la capacità di un fluido di fluire attraverso un tubo stretto senza l'assistenza della gravità, sono ancora presenti. Capillary Flow Experiment 2 sta ampliando la ricerca sulla fisica dei fluidi condotta durante la CFE esplorando la capacità del liquido di diffondersi su una superficie in condizioni di microgravità. I risultati dei Capillary Flow Experiments potrebbero portare a sistemi di fluidi più efficienti a bordo di futuri veicoli spaziali, e una migliore comprensione delle forze capillari presenti all'interno di materiali porosi come sabbia, suolo, stoppini e spugne.
• I ricercatori hanno utilizzato i dati raccolti durante l'indagine Constrained Vapor Bubble per ottenere una migliore comprensione della fisica dell'evaporazione e della condensazione e del modo in cui influiscono sui processi di raffreddamento. I risultati di questa indagine hanno aiutato nello sviluppo di semplici modelli di formazione di bolle, che potrebbe aiutare a sviluppare sistemi di raffreddamento microelettronici più efficienti.
• L'indagine Eli Lilly Hard to Wet Surfaces studia la capacità di un materiale di dissolversi in acqua mentre si trova in condizioni di microgravità, e potrebbe far luce sul motivo per cui i farmaci sembrano meno efficaci nello spazio rispetto alla Terra. I risultati di questa indagine potrebbero aiutare a migliorare la progettazione di compresse che si dissolvono nel corpo e portano a una somministrazione più efficiente di farmaci sulla Terra e nello spazio.
• Il Nucleate Pool Boiling Experiment ha utilizzato la microgravità per osservare la crescita di bolle da una superficie riscaldata e il successivo distacco della bolla da un liquido circostante più freddo, e il processo mediante il quale le bolle possono trasferire calore attraverso il flusso del fluido. Le informazioni raccolte durante questa indagine potrebbero portare a attrezzature ottimali utilizzate per trasferire il calore in ambienti difficili come l'oceano profondo, freddo estremo e alta quota.
• Two-Phase Flow studia le caratteristiche di trasferimento del calore di come i liquidi scorrono quando bolle in ambienti di microgravità. Il calore viene rimosso nel processo di ebollizione normalmente trasformando il liquido in vapore sulla superficie riscaldata, e quel vapore ritorna ad un liquido per condensazione che continua a circolare e fa un sistema di raffreddamento. Liquido e bolla si comportano in modo molto diverso nello spazio rispetto alla Terra, e questa ricerca può aiutare a fornire una comprensione fondamentale dei comportamenti della formazione di bolle, flusso di vapore liquido in un tubo e come si trasferisce il calore nei sistemi di raffreddamento.

Progettato per ospitare una vasta gamma di indagini, ci sono più strutture a bordo della stazione per condurre indagini di fisica dei fluidi. Il Rack integrato per fluidi, il Laboratorio di scienze dei fluidi, e il Fluid Physics Experiment Facility, tutte le indagini ospitanti in aree quali colloidi, bolle, bagnare, capillarità e cambiamenti di fase.