Demonstração da movimentação dos ferrofluidos na montagem do experimento. Crédito:KSat e.V.
O fluido flui morro abaixo - pelo menos ocorre na Terra. O movimento fluido se torna muito mais complicado no espaço, e isso cria desafios para os sistemas que dependem do bombeamento de fluidos para controle térmico, propelentes do motor e outras funções.
Uma investigação a bordo da Estação Espacial Internacional estuda fluidos em movimento com o poder de ímãs, em vez de usar bombas com partes móveis mecânicas. Os ferrofluidos contêm pequenas partículas de óxido de ferro que podem ser magnetizadas. Para o experimento PAPELL, os pesquisadores usam um campo eletromagnético para manipular e mover esses ferrofluidos em uma variedade de condições diferentes. Câmeras e sensores monitoram o movimento dos fluidos através de grades de eletroímãs e tubos.
"Componentes mecânicos sempre apresentam risco de falha, um problema que precisa ser evitado em missões espaciais, especialmente os longos, "diz Franziska Hild, um dos membros da equipe de 30 alunos da Sociedade de Pequenos Alunos Satélite da Universidade de Stuttgart (KSat e. V.) que desenvolveu e está conduzindo a investigação. "O uso de uma bomba não mecânica estende a vida útil do sistema, permitindo seu uso em missões de longo prazo para gerenciamento térmico ou de propelente. "
De confiança, bombeamento eficiente e outras tarefas de transporte de fluidos são particularmente importantes no projeto de veículos espaciais de próxima geração. A capacidade de mover fluidos suavemente de um lugar para outro na microgravidade pode eliminar muitas rugas potenciais na exploração espacial.
A equipe de investigação PAPELL do KSat e. V. (Sociedade de Pequenos Estudantes Satélite da Universidade de Stuttgart). Crédito:Universidade de Stuttgart
O comportamento exato de um líquido sob influência magnética na microgravidade faz parte da investigação, acrescenta Manfred Ehresmann, outro dos investigadores. "Atualmente, não temos certeza se a microgravidade aumentará ou diminuirá o desempenho da bomba magnética. O movimento mais fácil na microgravidade pode ajudar na mobilidade de gotas individuais, ou atrapalhar nossa capacidade de manipulação, aumentando as distâncias para os eletroímãs. "
Além de avançar na tecnologia de design desta nova classe de bombas no espaço, PAPELL pode ajudar a resolver outros problemas de transporte de fluidos baseados no espaço, diz o investigador Kira Grunwald. Um baixo desgaste, baixa vibração, e o sistema de bombeamento de baixa manutenção pode melhorar o desempenho e a vida útil esperada das estações espaciais, satélites e telescópios espaciais.
Bombas que requerem pouca manutenção e têm vida útil operacional prolongada também têm muitas aplicações potenciais na Terra, como para bombear água em áreas remotas. O nível de ruído mais baixo das bombas magnéticas também melhora a segurança e o conforto no local de trabalho, seja no espaço e no solo.
Esta investigação foi patrocinada pelo Laboratório Nacional da ISS, que é administrado pelo Centro para o Avanço da Ciência no Espaço (CASIS). O experimento usa uma plataforma NanoLab dentro de um módulo NanoRacks a bordo da estação espacial.
Astronauta Ricky Arnold instalando o módulo contendo o experimento PAPELL dentro da Plataforma NanoRacks a bordo da estação espacial. Crédito:NASA
