De acordo com um anúncio do SwRI, a fervura não só ajudará os futuros colonos lunares e marcianos a preparar alimentos, mas também será uma ferramenta crítica usada durante esses tipos de missões espaciais de longo prazo para “apoiar a energia de superfície, sistemas de suporte de vida, produção de combustível criogênico e utilização de recursos locais”
“Temos tão poucos dados sobre como funciona a ebulição em gravidade reduzida”, explicou Kevin Supak do SwRI, que lidera o projeto. “A nossa experiência estuda a ebulição em condições que simulam os níveis de gravidade lunar e marciana, usando quatro superfícies diferentes para examinar como as bolhas se iniciam e se separam.” Antes de decolar, a equipe precisava projetar uma série de tratamentos de superfície personalizados para estudar a ebulição em diferentes superfícies. Isso ocorre porque diferentes superfícies resultam em diferentes tamanhos de bolhas e diferentes taxas de formação e desprendimento de bolhas durante o processo de ebulição.
“Ao ferver água no fogão, você notará diferentes tamanhos de bolhas e comportamentos entre uma panela de aço inoxidável e uma panela antiaderente”, explicou Supak. “Isso ocorre porque, no nível microscópico, as superfícies parecem diferentes e sua rugosidade afeta a forma como as bolhas se formam inicialmente e aderem à superfície.”
Por exemplo, Supak diz que experiências anteriores mostraram que superfícies mais ásperas muitas vezes tendem a formar bolhas muito menores e começam a ferver mais rapidamente. Em contraste, superfícies mais lisas tendem a formar bolhas comparativamente maiores e começam a ferver mais lentamente. Além de acelerar ou desacelerar a rapidez com que seus ovos espaciais fervem, essas diferenças podem afetar drasticamente a operação e o desempenho de uma ampla gama de sistemas que serão usados por futuros colonos espaciais.
Para auxiliar nos experimentos, o Departamento de Engenharia de Materiais do SwRI foi encarregado de projetar os diferentes tratamentos de superfície que poderiam ser testados em um conjunto de voos parabólicos programados para o final de abril. A equipe criou quatro superfícies distintas, cada uma com tratamento e estrutura diferentes, para testar uma ampla gama de ebulição em cenários de gravidade parcial. “Os tamanhos das bolhas, a distribuição e as temperaturas da superfície serão estudados em três variações de tratamentos de superfície de aço inoxidável e uma superfície de plástico altamente estruturada”, explicou Supak.
Com as superfícies customizadas em mãos, a equipe estava pronta para realizar os testes. É claro que realizar estes testes na Terra não era uma opção, uma vez que precisavam de estudar a dinâmica de ebulição em condições gravitacionais semelhantes às encontradas em Marte e na Lua. Felizmente, os colegas da equipe da Texas A&M University conseguiram ajudar da mesma forma que a NASA treina seus astronautas em ambientes de gravidade simulada: voos parabólicos.
“É difícil simular como a ebulição funcionaria nas superfícies lunar e marciana em experimentos conduzidos na Terra”, disse Supak. “No entanto, os testes de voo parabólico oferecem aos investigadores breves períodos de gravidade parcial para obterem mais informações sobre estes processos complicados.”
Em vez de embarcar no infame “cometa do vômito” da NASA, os engenheiros de pesquisa do SwRI, Dr. Eugene Hoffman, Dr. Akbar Whizin e Emilio Gordon, embarcaram em dois voos decolando de Fort. Lauderdale, Flórida, em 24 de abril. Durante as partes simuladas de gravidade parcial desses voos, os pesquisadores submergiram seus vários tratamentos de superfície em um líquido especializado que ferve a uma temperatura relativamente morna de aproximadamente 57 graus Celsius.
Embora as descobertas desses testes de voo ainda não tenham sido divulgadas, os pesquisadores dizem acreditar que seus resultados ajudarão a determinar uma série de componentes-chave sobre a ebulição em gravidade parcial que ajudarão a projetar materiais e superfícies personalizadas para as ferramentas e equipamentos que os futuros colonos usarão. use para ferver água e outros líquidos no espaço.
“Se quisermos estabelecer uma presença sustentada no espaço ou em outros mundos, a fervura é uma necessidade”, disse Supak. “Na Terra, contamos com a gravidade para ajudar a separar líquidos e gases através da flutuabilidade. Na superfície lunar ou marciana, a menor força de empuxo resultará em um comportamento de ebulição diferente. Precisamos saber até que ponto as superfícies devem ser aquecidas para garantir uma transferência de calor eficiente e segura. Este teste de voo produzirá dados que são diretamente aplicáveis para melhorar nossa compreensão desses processos.”
