p Construir um submarino fica complicado quando a temperatura cai para -300 Fahrenheit e o oceano é feito de metano e etano. p Pesquisadores da Washington State University estão trabalhando com a NASA para determinar como um submarino pode funcionar em Titan, a maior das muitas luas de Saturno e a segunda maior do sistema solar. A agência espacial planeja lançar um submarino real nos mares de Titã nos próximos 20 anos.

p Os pesquisadores recriaram um oceano de Titã em um laboratório. Eles publicaram um artigo sobre seu trabalho na revista, Equilíbrio de fase de fluido .

p Titã é de particular interesse para os pesquisadores porque é semelhante à Terra em um aspecto importante, ele contém líquido. Ao contrário de quase qualquer outro lugar no sistema solar, a superfície da lua inclui oceanos, rios e nuvens, e como na terra, pode chover. Mas, em vez de água, o ciclo hidrológico é baseado no metano.

p Por causa das possíveis lições que pode fornecer aqui na Terra, A NASA tem estudado Saturno e suas luas por mais de uma década com dados coletados da espaçonave Cassini.

p O submarino que a agência está projetando terá que operar de forma autônoma. Será necessário estudar as condições atmosféricas e oceânicas, mover em torno do leito do mar, e pairar na superfície ou abaixo dela. A engenharia é ainda mais complicada porque, ao contrário da água quase homogênea dos oceanos terrestres, a concentração de etano e metano pode variar dramaticamente nos oceanos de Titã e alterar as propriedades de densidade do líquido.

p Convite da NASA

p Ian Richardson, um ex-aluno de pós-graduação na Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais, teve a chance de abordar como a NASA poderia construir um submarino para condições extremas. No laboratório criogênico da WSU, que estuda materiais em temperaturas muito frias, Richardson recriou a atmosfera de Titã e testou como uma pequena máquina aquecida poderia funcionar nessas condições.

p Richardson, que possui diploma de bacharel em engenharia mecânica pela WSU, tem um interesse antigo em tecnologias de exploração espacial e espacial. Ele foi o primeiro a receber uma bolsa de pesquisa de tecnologia espacial da NASA na WSU, que incluiu um estágio no Glenn Research Center da NASA em Cleveland, Ohio. Foi enquanto trabalhava como estagiário em um problema separado que um cientista da NASA o abordou com o problema de projetar um submarino para a Titan.

p "Minha pesquisa deu uma guinada à direita, e eu fui com ele, "disse Richardson." É uma experiência maluca, e nunca pensei que teria essa oportunidade. Tem sido um problema de design experimental muito divertido e desafiador. "

p Simulando mares de Titã

p A equipe de pesquisa da WSU construiu uma câmara de teste que abrigava a mistura líquida em temperaturas muito frias para simular os mares de Titã. Eles adicionaram duas polegadas, aquecedor de cartucho em forma de cilindro que aproximaria o calor que um submarino criaria.

p Um dos maiores desafios para os pesquisadores foi entender as bolhas nos mares de Titã. Adicione um submarino movido por uma máquina de produção de calor ao líquido muito frio de Titã, e bolhas de nitrogênio se formarão. Muitas bolhas tornariam difícil manobrar o navio, Vejo, pegar dados e gerenciar sistemas de lastro.

p Gravando vídeo a -300 graus

p O próximo grande problema, disse Richardson, estava obtendo um vídeo em condições difíceis. O estudo foi conduzido a 60 libras por polegada quadrada de pressão e quase -300 graus Fahrenheit. O grupo de Richardson projetou uma solução usando um dispositivo óptico chamado boroscópio e uma câmera de vídeo que podia suportar as baixas temperaturas e altas pressões para visualizar o que estava acontecendo dentro da câmara de teste.

p "Essas não são as condições mais amigáveis, "ele disse." Você tem que encontrar soluções criativas. "

p Os pesquisadores tiveram sucesso e fizeram um vídeo de chuva e neve de etano-metano. O grupo também estudou as temperaturas de congelamento para lagos de metano e etano e determinou que, por causa de uma pequena quantidade de nitrogênio no líquido, os lagos congelam a temperaturas mais baixas do que o esperado:75 Kelvin, ou -324 graus Fahrenheit, em vez de 90,5 Kelvin.

p "Isso é um grande negócio, “disse Richardson. "Isso significa que você não precisa se preocupar com icebergs."

p Os pesquisadores pretendem continuar o trabalho com a NASA para atualizar o design do Titan Submarine.