Enquanto a Europa celebra 20 anos de astronautas da ESA na Estação Espacial Internacional, um experimento russo-europeu está sendo executado silenciosamente no centro de pesquisa sem peso há tanto tempo:o conjunto de investigações Plasma Kristall (PK) em ciência fundamental.

O Plasma Kristall pega um plasma e injeta partículas finas de poeira sem gravidade, transformando a poeira em partículas altamente carregadas que interagem umas com as outras, rebatendo umas nas outras conforme sua carga faz com que as partículas se atraiam ou se repelam. Sob as condições certas, as partículas de poeira podem se organizar ao longo do tempo para formar estruturas organizadas, ou cristais de plasma.

Essas interações e a formação de estruturas tridimensionais se assemelham ao funcionamento do nosso mundo em escala atômica, um mundo tão pequeno que não podemos ver o movimento, mesmo com um microscópio eletrônico. Adicione um laser à mistura e as partículas de poeira podem ser vistas e registradas para observação por cientistas na Terra, para dar uma espiada no mundo além de nossos olhos.

Esses átomos substitutos são uma forma de os pesquisadores simularem como os materiais se formam em escala atômica, e para testar e visualizar teorias. O experimento não pode ser executado na Terra porque a gravidade apenas faz flacidez, possíveis recriações achatadas; se você quiser ver como um cristal é constituído, você precisa remover a força que puxa para baixo - a gravidade.

Em 3 de março de 2001, "PK-3 Plus" foi ativado no módulo Zvezda, o primeiro experimento físico a ser executado na Estação Espacial. Liderado pelo centro aeroespacial alemão DLR e pela agência espacial russa Roscosmos, o experimento foi um sucesso e posteriormente seguido por uma quarta versão, instalado em 2014 no laboratório Columbus da ESA, desta vez como uma colaboração ESA-Roscosmos.

Concepções de planeta

Ao alterar os parâmetros no PK-4, como ajustar a tensão ou usar partículas de poeira maiores, os doppelgangers do átomo podem simular diferentes interações. Fenômenos complexos, como transições de fase, por exemplo, de gás para líquido, movimentos microscópicos, o início da turbulência e das forças de cisalhamento são bem conhecidos na física, mas não totalmente compreendido no nível atômico.

Usando PK-4, pesquisadores de todo o mundo podem acompanhar como um objeto derrete, como as ondas se espalham nos fluidos e como as correntes mudam no nível atômico.

Cerca de 100 artigos foram publicados com base nos experimentos do Plasma Kristall e o conhecimento obtido também está ajudando a entender como os planetas se formam. Em sua origem, nosso planeta Terra era provavelmente duas partículas de poeira que se encontraram no espaço e cresceram e cresceram em nosso mundo. O PK-4 pode modelar esses momentos de origem como eles são durante a concepção dos planetas.

A enorme quantidade de dados que o PK-4 cria é tão vasta que não pode ser baixada através da rede de comunicação da Estação Espacial, portanto, os discos rígidos são enviados fisicamente para o espaço e de volta com terabytes de informações. O experimento é realizado em Toulouse, França, no centro operacional da agência espacial do CNES, Cadmos.

Astrid Orr, O coordenador de ciências físicas da ESA observa "PK-4 é um grande exemplo de ciência fundamental feita na Estação Espacial; através da colaboração internacional e investimento de longo prazo, estamos aprendendo mais sobre o mundo ao nosso redor, na escala de minutos, bem como na escala cósmica.

"O conhecimento dos experimentos de PK pode ser aplicado diretamente à pesquisa em física de fusão - onde a poeira precisa ser removida - e ao processamento de chips eletrônicos, por exemplo, em processos de plasma na indústria de semicondutores e células solares. Além disso, a miniaturização da tecnologia necessária ao desenvolvimento do Plasma Kristal já está sendo aplicada em equipamentos médicos baseados em plasma para hospitais.

"Os experimentos de PK abordam uma grande variedade de fenômenos físicos, portanto, descobertas inovadoras podem acontecer a qualquer momento. "