Anos de preparação, e o final termina em seis minutos. Este mês, um foguete de sondagem lançará dois experimentos da ESA a uma altitude de 260 km para fornecer seis minutos de ausência de peso enquanto caem em queda livre para a Terra.

Foguetes que transportam satélites para a órbita são normalmente lançados de locais ao redor do equador, como o espaçoporto europeu em Kourou, Guiana Francesa. Existem alternativas para experiências em microgravidade e a ESA realiza campanhas Maser do Centro Espacial Esrange na Suécia, atirando 400 kg de equipamento científico para o céu.

A campanha deste ano hospedará investigações que examinam os detalhes mais sutis da fundição de metal e como os fluidos evaporam.

Evaporando nano-líquidos

O controle de temperatura é uma preocupação constante para engenheiros na Terra, mas ainda mais no espaço, onde o ambiente extremo requer soluções inovadoras para manter o equipamento e os astronautas na temperatura certa.

O experimento ARLES (Pesquisa Avançada sobre Evaporação de Líquidos no Espaço) investiga como os líquidos evaporam na microgravidade. A pesquisa se concentra em compreender como os líquidos podem ser melhor usados ​​para transferir calor e podem ajudar a melhorar os sistemas de controle térmico no espaço.

O experimento evaporará repetidamente gotículas de menos de 10 microlitros em microgravidade sob diferentes condições - incluindo a adição de um campo elétrico à mistura - para ver como elas se comportam. Vídeos infravermelhos e interferômetros registram o processo para serem analisados ​​por pesquisadores de todo o mundo.

Um líquido incluirá nanopartículas de grafeno, um material de particular interesse para a comunidade científica. O experimento também aumentará a compreensão de como as nanopartículas no fluido revestem as superfícies à medida que o fluido evapora.

Daniele Mangini, O coordenador de ciências da ESA para o experimento diz:"Esta técnica pode ser uma nova maneira de criar revestimentos inteligentes, membranas e sensores e até mesmo criar nanoestruturas complexas. Nanopartículas são difíceis de testar em ambiente fechado na Estação Espacial Internacional, portanto, uma campanha de foguetes de sondagem é ideal para este experimento.

"A ausência de peso é necessária para esta análise. Na Terra, a gravidade faz com que os depósitos se espalhem de forma desigual, o que geralmente é prejudicial para os aplicativos. É mais difícil investigar os fenômenos subjacentes porque muitos efeitos, como sedimentação, a termocapilaridade e a convecção natural dificultam o foco no que nos interessa pesquisar.

“Os seis emocionantes minutos em microgravidade permitirão à equipe científica desembaraçar os processos, ajudando a entender as assinaturas características durante a deposição e automontagem de nanopartículas. "

Cristais de metal em crescimento

No segundo experimento ESA, partículas também serão adicionadas a uma liga de metal fundido para melhorar as propriedades resultantes. O experimento XRMON é um panfleto recorrente em foguetes de sondagem e está investigando como ligas de metal se formam, buscando aprimorar os materiais que utilizamos no dia a dia.

Nesta 14ª campanha Maser, uma peça de 0,2 mm de espessura de liga de alumínio e cobre será derretida e então solidificada em ausência de peso. Um feixe de raios-X iluminará a amostra de metal e uma câmera irá registrá-la, semelhante a uma radiografia médica.

"Ensinamos como os metais se solidificam para os alunos na universidade, e isso realmente nos permite ver isso acontecendo, na ausência de peso ", diz o coordenador científico da ESA para esta experiência, Wim Sillekens.

Os pesquisadores estão interessados ​​em como as microestruturas se formam à medida que o metal se solidifica.

"Na terra, os cristais nesta liga sobem no líquido à medida que se formam - algo como cristais de gelo de água se transformam em cubos de gelo e sobem até o topo de sua bebida, "continua Wim, "na ausência de peso, não há flutuabilidade - no espaço, um cubo de gelo ficaria suspenso em sua bebida - permitindo-nos investigar o processo de formação de cristais com mais facilidade."

O experimento XRMON foi executado na campanha Maser 12 em 2012, e depois na campanha Maser 13 em 2015, mas com parâmetros diferentes que permitem aos pesquisadores comparar os dados e a liga fundida para aprimorar ainda mais as técnicas.

Com os pés no chão

O foguete Maser leva apenas 45 segundos para deixar a atmosfera e pousar na Terra em menos de 15 minutos. Pára-quedas se abrem para diminuir o impacto do toque para 30 km / h na região selvagem da Suécia.

Antonio Verga, Chefe de cargas úteis e plataformas não-Estação Espacial da ESA, diz que "os helicópteros devolverão os experimentos a Esrange e todo o processo será concluído em duas horas, mas os resultados exclusivos normalmente fornecem muitos anos de dados para processar e analisar! "

Os voos fazem parte do programa SciSpace da ESA que permite aos investigadores realizar experiências em gravidade alterada - da hipergravidade à Estação Espacial Internacional - para investigar o nosso Universo e melhorar a tecnologia que usamos no espaço e na vida quotidiana. Outra campanha de foguetes de sondagem será realizada em outubro deste ano.

Outra plataforma para experimentação em microgravidade é o laboratório Space Rider. Para ser lançado em um foguete Vega-C, o laboratório espacial de alta tecnologia pode acomodar até 800 kg de cargas úteis dentro do compartimento de carga ambientalmente controlado que funcionará em órbita baixa da Terra por um mínimo de dois meses antes de retornar suas cargas úteis à Terra.

Como foguetes de sondagem, O Space Rider permitirá uma série de experimentos em microgravidade e abrirá oportunidades para missões educacionais, começando em 2022.