Ver una burbuja flotar sin esfuerzo a través de la Estación Espacial Internacional puede ser fascinante y hermoso de presenciar, pero esa misma burbuja también está enseñando a los investigadores cómo los fluidos se comportan de manera diferente en microgravedad que en la Tierra. Las condiciones de casi ingravidez a bordo de la estación permiten a los investigadores observar y controlar una amplia variedad de fluidos de formas que no son posibles en la Tierra. principalmente debido a la dinámica de la tensión superficial y la falta de flotabilidad y sedimentación dentro de los fluidos en el ambiente de baja gravedad.

Comprender cómo reaccionan los fluidos en estas condiciones podría conducir a diseños mejorados en los tanques de combustible, sistemas de agua y otros sistemas basados ​​en fluidos para viajes espaciales, así como en la Tierra.

Muchas investigaciones a bordo del laboratorio en órbita se centran en la física de fluidos, incluido el movimiento de líquidos o la formación de burbujas. Como en la tierra la formación de una burbuja es a veces una adición bienvenida, pero también podría ser una indicación de que algo salió mal y debe ser reelaborado. Tecnología, investigaciones, e incluso tareas tan sencillas como beber agua deben tener en cuenta las burbujas para adaptarse y ser funcionales en un entorno de microgravedad.

Aquí hay varias investigaciones que utilizan burbujas o física de fluidos a su favor.

• La investigación del Análisis de observación de las islas Smectic en el espacio (OASIS) estudió el comportamiento único de los cristales líquidos en microgravedad, observando la forma en que estos cristales actúan tanto como sólidos como líquidos. Las burbujas de cristal libremente suspendidas en microgravedad representan sistemas de fluidos casi ideales que son física y químicamente iguales para el estudio de líquidos en movimiento. Comprender cómo se comportan estos cristales en el espacio podría conducir a mejoras en las micropantallas de los cascos espaciales. así como visualizaciones de pantalla de mayor calidad en dispositivos que utilizan pantallas de cristal líquido (LCD).
• El Experimento de Flujo Capilar (CFE) buscó resolver el problema de transferir fluido de un recipiente a otro en el espacio. Sin gravedad los líquidos no fluyen de la misma manera que lo hacen en la Tierra, tampoco se acumulan en el fondo de un recipiente de la manera que esperaría que lo hicieran en la gravedad. La investigación encontró que aunque controlar el flujo de fluidos es difícil en el espacio, fuerzas capilares, o la capacidad de un fluido de fluir a través de un tubo estrecho sin la ayuda de la gravedad, todavía están presentes. El experimento de flujo capilar 2 está ampliando la investigación de la física de fluidos realizada durante la CFE al explorar la capacidad de los líquidos para extenderse a través de una superficie en microgravedad. Los resultados de los experimentos de flujo capilar podrían conducir a sistemas de fluidos más eficientes a bordo de futuras naves espaciales, y una mejor comprensión de las fuerzas capilares presentes en materiales porosos como la arena, tierra, mechas y esponjas.
• Los investigadores utilizaron los datos recopilados durante la investigación de la burbuja de vapor restringida para comprender mejor la física de la evaporación y la condensación y cómo afectan los procesos de enfriamiento. Los resultados de esta investigación ayudaron al desarrollo de modelos simples de formación de burbujas, lo que podría ayudar a desarrollar sistemas de refrigeración microelectrónicos más eficientes.
• La investigación de Eli Lilly Hard to Wet Surfaces estudia la capacidad de un material para disolverse en agua mientras está en microgravedad, y puede arrojar luz sobre por qué las drogas parecen menos efectivas en el espacio que en la Tierra. Los resultados de esta investigación podrían ayudar a mejorar el diseño de tabletas que se disuelven en el cuerpo y conducen a una administración de medicamentos más eficiente en la Tierra y en el espacio.
• El experimento de ebullición de la piscina de nucleados utilizó microgravedad para observar el crecimiento de burbujas desde una superficie calentada y el posterior desprendimiento de la burbuja a un líquido circundante más frío. y el proceso por el cual las burbujas pueden transferir calor a través del flujo de un fluido. La información recopilada durante esta investigación podría conducir al uso de equipos óptimos para transferir calor en entornos hostiles como las profundidades del océano, frío extremo y grandes altitudes.
• Two-Phase Flow investiga las características de transferencia de calor de cómo fluyen los líquidos cuando hierven en entornos de microgravedad. El calor se elimina en el proceso de ebullición normalmente convirtiendo el líquido en vapor en la superficie calentada. y ese vapor vuelve a un líquido a través de la condensación que continúa ciclando y formando un sistema de enfriamiento. El líquido y la burbuja se comportan de manera muy diferente en el espacio que en la Tierra, y esta investigación puede ayudar a proporcionar una comprensión fundamental de los comportamientos de la formación de burbujas, flujo de vapor líquido en un tubo y cómo se transfiere el calor en los sistemas de refrigeración.

Diseñado para albergar una amplia gama de investigaciones, Hay múltiples instalaciones a bordo de la estación para realizar investigaciones de física de fluidos. El estante integrado de fluidos, el laboratorio de ciencia de fluidos, y la Instalación de Experimentos de Física de Fluidos todas las investigaciones de acogida en áreas tales como coloides, burbujas mojada, acción capilar y cambios de fase.