Años de preparación, y el final termina en seis minutos. Este mes, un cohete sonda lanzará dos experimentos de la ESA a una altitud de 260 km para proporcionar seis minutos de ingravidez mientras caen libremente de regreso a la Tierra.

Los cohetes que llevan satélites a la órbita normalmente se lanzan desde sitios alrededor del ecuador, como el puerto espacial de Europa en Kourou, Guayana Francesa. Hay alternativas para los experimentos en microgravedad y la ESA lleva a cabo campañas de Maser desde el Centro Espacial Esrange en Suecia. disparar 400 kg de equipo científico al cielo.

La campaña de este año albergará investigaciones que analizarán los detalles más finos de la fundición de metales y cómo se evaporan los fluidos.

Evaporación de nano-líquidos

El control de la temperatura es una preocupación constante para los ingenieros en la Tierra, pero aún más en el espacio, donde el entorno extremo requiere soluciones innovadoras para mantener los equipos y los astronautas a la temperatura adecuada.

El experimento ARLES (Investigación avanzada sobre evaporación de líquidos en el espacio) investiga cómo se evaporan los líquidos en microgravedad. La investigación se centra en comprender cómo se pueden utilizar mejor los líquidos para transferir calor y podría ayudar a mejorar los sistemas de control térmico en el espacio.

El experimento evaporará repetidamente gotas de menos de 10 microlitros en microgravedad en diferentes condiciones, incluida la adición de un campo eléctrico a la mezcla, para ver cómo se comportan. El vídeo infrarrojo y los interferómetros registran el proceso para que lo analicen investigadores de todo el mundo.

Un líquido incluirá nanopartículas de grafeno, un material de especial interés para la comunidad científica. El experimento también aumentará la comprensión de cómo las nanopartículas en el fluido recubren las superficies a medida que el fluido se evapora.

Daniele Mangini, El coordinador científico de la ESA para el experimento dice:"Esta técnica podría ser una forma novedosa de crear revestimientos inteligentes, membranas y sensores e incluso crear nanoestructuras complejas. Las nanopartículas son difíciles de probar en el entorno cerrado de la Estación Espacial Internacional, por lo que una campaña de cohetes que suene es ideal para este experimento.

"La ingravidez es necesaria para este análisis. En la Tierra, la gravedad hace que los depósitos se extiendan de manera desigual, que a menudo es perjudicial para las aplicaciones. Es más difícil investigar los fenómenos subyacentes porque muchos efectos, como la sedimentación, La termo-capilaridad y la convección natural dificultan la concentración en lo que nos interesa investigar.

"Los seis emocionantes minutos en microgravedad permitirán al equipo científico desentrañar los procesos, ayudando a comprender las firmas características durante la deposición de nanopartículas y el autoensamblaje ".

Cristales de metal en crecimiento

En el segundo experimento de la ESA, También se añadirán partículas a una aleación de metal fundido para mejorar las propiedades resultantes. El experimento XRMON es un volante recurrente sobre cohetes sonoros y está investigando cómo se forman las aleaciones metálicas, buscando mejorar los materiales que utilizamos en nuestra vida diaria.

En esta 14a campaña de Maser, una pieza de aleación de aluminio-cobre de 0,2 mm de espesor se fundirá y luego se solidificará en ingravidez. Un haz de rayos X iluminará la muestra de metal y una cámara la grabará, similar a una radiografía médica.

"Enseñamos cómo se solidifican los metales a los estudiantes en la universidad, y esto realmente nos permite verlo sucediendo, en ingravidez ”, dice el coordinador científico de la ESA para este experimento, Wim Sillekens.

Los investigadores están interesados ​​en cómo se forman las microestructuras a medida que el metal se solidifica.

"En la tierra, los cristales de esta aleación se elevarán en el líquido a medida que se formen, algo así como los cristales de agua helada se convierten en cubitos de hielo y suben a la parte superior de su bebida. "continúa Wim, "en la ingravidez no hay flotabilidad; en el espacio, un cubo de hielo permanecería suspendido en su bebida, lo que nos permite investigar el proceso de formación de cristales con mayor facilidad".

El experimento XRMON se ejecutó en la campaña Maser 12 en 2012, y luego en la campaña Maser 13 en 2015, pero con diferentes parámetros que permiten a los investigadores comparar datos y la aleación fundida para mejorar aún más las técnicas.

Abajo a la tierra

El cohete Maser solo tarda 45 segundos en salir de la atmósfera y aterriza de nuevo en la Tierra en menos de 15 minutos. Los paracaídas se despliegan para disminuir el impacto del aterrizaje a 30 km / h en el desierto de Suecia.

Antonio Verga, El jefe de plataformas y cargas útiles que no pertenecen a la Estación Espacial de la ESA, dice "Los helicópteros devolverán los experimentos a Esrange y todo el proceso se completará en dos horas, ¡pero los resultados únicos generalmente brindan muchos años de datos para procesar y analizar! "

Los vuelos son parte del programa SciSpace de la ESA que permite a los investigadores realizar experimentos en gravedad alterada, desde la hipergravedad hasta la Estación Espacial Internacional, para investigar nuestro Universo y mejorar la tecnología que usamos en el espacio y en la vida cotidiana. En octubre de este año se llevará a cabo otra campaña de cohetes sonoros.

Otra plataforma para la experimentación en microgravedad es el laboratorio Space Rider. Para ser lanzado en un cohete Vega-C, el laboratorio espacial de alta tecnología puede acomodar hasta 800 kg de cargas útiles dentro de la bahía de carga ambientalmente controlada que funcionará en órbita terrestre baja durante un mínimo de dos meses antes de devolver sus cargas útiles a la Tierra.

Como cohetes sonando, Space Rider permitirá una variedad de experimentos en microgravedad y oportunidades abiertas para misiones educativas, a partir de 2022.