Il team FBCE verifica il modulo in preparazione per i test ambientali sulle interferenze elettromagnetiche. Credito:NASA
Tanta potenza significa tanto calore.
Le future missioni della NASA per esplorare la Luna e Marte richiederanno enormi quantità di energia elettrica e hardware per supportare gli astronauti e guidare nuove tecnologie. Questo aumento di potenza, però, aumenta anche la quantità di calore generato, e quindi quel calore deve essere rimosso in modo che tutti i sistemi di veicoli spaziali possano funzionare.
Per rimuovere il calore in modo efficiente e ridurre la massa del sistema di raffreddamento, La NASA sta studiando nuovi metodi per trasferire il calore nello spazio. Uno dei metodi più efficaci per rimuovere il calore dalla sua fonte è l'ebollizione a flusso, un processo in due fasi che utilizza il calore per far bollire un liquido in movimento fino a trasformarlo in vapore e quindi allontanare quel vapore dalla sorgente.
Il calore può anche essere trasferito trasformando un vapore in movimento in un liquido in un processo chiamato condensazione a flusso. Sistemi di scambio termico bifase, come frigoriferi, sono molto efficaci qui sulla Terra, ma sono necessarie ulteriori ricerche per capire come funzioneranno in condizioni di microgravità.
"Poiché una miscela liquido/vapore e un'interfaccia si comportano diversamente nello spazio, gli scienziati devono studiare come l'ebollizione e la condensazione cambiano nella microgravità e ottenere i dati necessari per applicare ciò che abbiamo imparato per progettare futuri sistemi di trasferimento di calore, ", ha dichiarato Nancy Hall, ingegnere del Glenn Research Center della NASA.
Gli ingegneri Jeff Mackey (a sinistra) e Monica Guzik (a destra) eseguono i controlli tecnici sul Modulo fluido 2 prima dell'assemblaggio finale dell'hardware. Credito:NASA
Hall è il project manager per l'esperimento di ebollizione e condensazione a flusso, o FBCE, che verrà lanciato verso la Stazione Spaziale Internazionale ad agosto, a bordo del volo Northrop Grumman Cygnus NG-16.
Costruito e testato alla NASA Glenn a Cleveland, FBCE condurrà una serie di esperimenti sulla stazione spaziale per studiare l'ebollizione e la condensazione del flusso in condizioni di microgravità. Questa ricerca è uno sforzo congiunto tra Glenn e la Purdue University Boiling and Two-Phase Flow Laboratory, finanziato dalla Divisione di Scienze Biologiche e Fisiche della Direzione della Missione Scientifica della NASA.
"Quando si tratta di condensazione per microgravità e trasferimento di calore mediante ebollizione a flusso, dati e modelli sono estremamente limitati, " ha detto Monica Guzik, Ingegnere capo della FBCE. "Questo esperimento è fondamentale per le future missioni della NASA che richiedono una maggiore efficienza oltre gli attuali sistemi monofase".
La FBCE è composta da sette scatole, o moduli. Questi moduli sono collegati da cavi per la comunicazione dei dati e l'alimentazione elettrica. Cinque dei moduli sono collegati con tubi flessibili per consentire la circolazione dei fluidi al momento dell'integrazione finale. Una volta che l'hardware è sulla stazione spaziale, gli astronauti integreranno l'FBCE nel Fluids and Combustion Facility Fluids Integrated Rack. Dopo aver superato le revisioni sulla prontezza operativa, FBCE dovrebbe diventare operativo entro la fine dell'anno. L'esperimento sarà quindi gestito e monitorato dal personale del Telescience Support Center di Glenn.
"Il nostro team ha dedicato 10 anni allo sviluppo di questo esperimento, "ha detto Hall. "FBCE è il primo hardware per voli spaziali di questa complessità costruito internamente alla NASA Glenn in 20 anni."
