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Como los otros tres miembros del equipo de la Estación Espacial, está ocupado toda la semana con investigaciones y con la construcción de la Estación en la que ha estado viviendo durante los últimos tres meses. "Los sábados tenemos un poco de tiempo libre", dice Pettit. Algunos leen libros, tocan instrumentos musicales o ven películas. "Yo prefiero hacer ciencia de fin de semana: experimentos divertidos que yo mismo diseño." Derecha: El oficial científico Don Pettit, de la EEI. Don es miembro de la Expedición 6 de la EEI. Ha estado en el espacio desde noviembre del año 2002. Más información sobre sus experiencias aquí.
Pettit preparó una solución de agua, jabón y glicerina, y con alambre fino construyó un anillo para hacer burbujas, un círculo que podía cambiar de tamaño desde 3,5 cm hasta más de 15 cm de diámetro. El experimento estaba listo, recuerda Pettit: "Pero primero decidí hacer un ensayo preliminar 'a palo seco', con agua sola sin jabón". Introdujo el anillo en una probeta para gravedad cero y luego la sacó. "Para mi asombro, cuando retiré el anillo con 2 cm de diámetro, una fina película de agua pendía firmemente de él. No había visto nunca una película de agua de semejante tamaño".
Para realmente apreciar el descubrimiento de Pettit, intente hacerlo en su propia cocina (en la Tierra). Llene un recipiente de agua y construya un anillo de alambre de tamaño variable. No importa cuantas veces lo intente, no conseguirá una película de agua de más de 1 cm de diámetro; además, ésta será frágil. Una sacudida suave o un soplo de aire la romperá. Las superficies de Pettit, sin embargo, eran de entre 5 y 11 cm de diámetro, y notablemente resistentes. Podía sacudirlas vigorosamente, soplarlas... e incluso pintar sobre ellas. "Eran como laminillas de caucho", dice cautivado. "Podían soportar cualquier clase de tortura mecánica". ¿Por qué son tan fuertes estas películas delgadas en el espacio? Para comprender la diferencia entre las películas en el espacio y las que se forman en la Tierra, es necesario conocer el concepto de tensión superficial. La tensión superficial es lo que permite a los insectos acuáticos caminar sobre la superficie de las charcas sin hundirse. Hay una fina "piel" en la superficie de cualquier líquido que se resiste a la penetración. Esta "piel" existe a causa de la carga eléctrica de las moléculas de agua. El extremo positivo de una molécula se enlaza con el extremo negativo de otra: el agua, literalmente, se engancha a sí misma. Abajo: Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de agua son mayores cerca de la superficie. Haga un clic en la imagen para averiguar por qué.
Lo que es diferente es la competencia entre la tensión superficial y la gravedad. Supongamos que estamos sobre la Tierra y tenemos una fina película de agua paralela al suelo. La atracción gravitacional hace que la película se curve en su centro. El agua se desliza hacia abajo desde los bordes del anillo: se forma un pequeño estanque. La película se curva más. El estanque crece y crece hasta que su peso rompe la película. Si estamos en órbita, sin embargo, la película de agua permanecerá sin caer, sin peso. No se curva. El estanque central no llega a formarse. La tensión superficial, en consecuencia, vence a la gravedad, y el resultado es una recia membrana de larga duración. "Algunas de nuestras membranas duraron más de 12 horas", agrega Pettit. ¿Qué beneficio tiene una membrana de agua? La diversión que proporciona, por sí sola, es impresionante. Pettit pasó algún tiempo agrandando y reduciendo el anillo. "Hacer oscilar el anillo con periodos de unos 2 segundos deformaba la película según patrones peculiares como los que se pueden observar en una membrana de goma bajo la acción de un oscilador acústico. El desplazamiento adelante y atrás desde el centro era de varios centímetros".
Izquierda: Pettit inyecta una solución que contiene copos de mica de 0,5 micras de diámetro en el interior de la lámina de agua. [más información] Llegó luego el momento de pintar. Pettit depositó sobre una de las películas cuatro gotas de pigmento: rojo, azul, verde y amarillo. Utilizando una jeringa y una fina cánula proyectó una corriente de aire a través del lienzo acuático, llevando los pigmentos de un lado a otro. Una de estas pinturas parecía un águila, otras semejaban arte abstracto. "Me pregunto qué podría haber hecho alguien como Matisse en este medio efímero. Al final, todos los colores se mezclan en una especie de verde aburrido. Creo que hemos descubierto el auténtico color del universo", bromea Pettit. Hablando en serio, sin embargo, estas membranas ponen de relieve el valor del espacio para la investigación fundamental sobre la física de fluidos. En la Tierra, los flujos se complican por la convección de origen gravitacional y los movimientos en tres dimensiones. Una película de agua de 2 dimensiones es una magnífica herramienta de investigación que podría revelar datos valiosos para muchas industrias.
Mientras tanto, Pettit no ha olvidado su experimento original: "No hemos llegado a la solución jabonosa porque nos hemos entretenido sólo con el agua. Haremos burbujas de jabón otro sábado". ¿Y qué revelarán? Nadie lo sabe. "La observación de la naturaleza, independientemente de lo profunda que sea, es como pelar una capa más de la gran cebolla del conocimiento, que excita tu imaginación con los descubrimientos, pero siempre revela que hay una nueva y fascinante capa más allá". "Espero que nunca lleguemos al final", dice Pettit. Nota del Editor: Science@NASA publicará en las próximas semanas una serie de artículos sobre las actividades de Ciencia de Sábado por la Mañana de Don Pettit. ¡Permanezca en sintonía! Y mientras que los experimentos de Don Pettit se realizan por diversión y motivados por su propia curiosidad, hay también una seria investigación científica en curso acerca de los fluidos y las espumas en microgravedad. Informaremos acerca de estos experimentos en artículos posteriores.
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