Publicado: 
23 de enero de 2023

Investigaciones en la estación: Experimentos estudiantiles y física de los líquidos

 

Los miembros de la tripulación a bordo de la Estación Espacial Internacional llevaron a cabo investigaciones científicas durante la semana del 16 de enero que incluyeron el apoyo a experimentos de estudiantes en microgravedad, el examen de fluidos al borde de la ebullición y la demostración de tecnología para el enfriamiento pasivo de superficies calentadas.

Aquí hay detalles sobre algunas de las investigaciones con microgravedad que se están llevando a cabo actualmente en el laboratorio en órbita:

Estudiantes de microgravedad

La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) alberga varias investigaciones educativas diseñadas para resaltar las actividades en los vuelos espaciales japoneses para el público. Para Try Zero-G for Asia, los miembros de la tripulación realizan experimentos presentados por estudiantes en países de la región de Asia y el Pacífico. Estos experimentos demuestran los efectos y el uso de la microgravedad para la ciencia, la ingeniería y las artes, y exploran los vuelos espaciales humanos. El programa conecta a los estudiantes con la estación espacial y produce videos ampliamente utilizados en medios de comunicación, conferencias y otras presentaciones, lo que ayuda a generar interés por el espacio entre los jóvenes.  La tripulación preparó el equipo y realizó varios experimentos para la comunidad estudiantil que observaba desde tierra durante la semana.

A punto de hervir

Un fluido tiene una temperatura más allá de la cual coexisten sus fases gaseosa y líquida, conocida como su punto crítico. Para el agua, esa temperatura es de 373,995 °C. Investigaciones previas determinaron este valor preciso utilizando el Dispositivo para el estudio de líquidos críticos y cristalización (DECLIC, por sus siglas en inglés) de la estación espacial, desarrollado por la agencia espacial francesa Centre National d'Etudes Spatiales (CNES). DECLIC-ALI-R utiliza esta instalación para estudiar cómo fluye el calor en líquidos que están justo por debajo del punto crítico en microgravedad. Esta investigación podría mejorar la comprensión de los fluidos cuando están cerca de su punto crítico, apoyando el desarrollo de sistemas de refrigeración para su uso en el espacio. Debido a que estos fluidos pueden ser manipulados por pequeños cambios en la temperatura, los resultados también podrían conducir al desarrollo de disolventes químicos mejorados y métodos de combustión de residuos más ecológicos para su uso en la Tierra. Durante la semana, los miembros de la tripulación configuraron el hardware e hicieron una prueba para el experimento.

video de una astronauta configurando hardware de un experimento

La astronauta de la NASA Nicole Mann configura hardware para la investigación
DECLIC-ALI-R, que estudia los líquidos a punto de hervir para ayudar a los científicos
a comprender cómo el flujo de calor durante los eventos de ebullición en
microgravedad difiere de este flujo en la Tierra.
Crédito de la imagen: NASA

Un método de enfriamiento con dientes

PFMI-ASCENT, patrocinado por el Laboratorio Nacional de la Estación Espacial Internacional, demuestra un sistema de enfriamiento pasivo para dispositivos electrónicos en microgravedad. Cuando el fluido se hierve sobre una superficie plana calentada en microgravedad, la falta de fuerzas de flotabilidad causa la formación de burbujas de vapor que son más grandes que las observadas en la Tierra. Las burbujas más grandes transfieren calor de manera menos efectiva, causando aumentos impredecibles en la temperatura de la superficie y posibles daños a los dispositivos electrónicos. Los trinquetes o dientes muy pequeños y asimétricos en una superficie permiten el movimiento pasivo de las burbujas de vapor, aumentando la tasa de eliminación de calor. Esta tecnología podría reducir el tamaño de la electrónica y la energía eléctrica requerida, apoyando investigaciones científicas ampliadas y el uso general de la estación espacial.  La eliminación pasiva de calor también tiene aplicaciones potenciales en la electrónica de consumo en la Tierra. Los miembros de la tripulación repararon un termopar en una ampolla de ciencia, instalaron la ampolla e iniciaron una prueba del experimento durante la semana.

imagen de un astronauta cambiando muestras de una investigación

El astronauta de la NASA Frank Rubio intercambia muestras por la investigación PFMI. El estudio de físicas demuestra un sistema de refrigeración pasivo para equipos electrónicos usando una superficie microestructurada en la microgravedad.
Crédito de la imagen: NASA

Otras investigaciones que involucran a la tripulación:

  • SOFIE-GEL estudia la combustión en microgravedad, incluyendo la forma en que la temperatura del combustible afecta la inflamabilidad del material. Los resultados podrían mejorar la comprensión del comportamiento temprano del crecimiento del fuego y ayudar a determinar las mejores técnicas para extinguir incendios, mejorando la seguridad de la tripulación en futuras instalaciones espaciales.
  • Veg-05 utiliza las instalaciones Veggie de la estación para cultivar tomates enanos y examinar el efecto de la calidad de la luz y los fertilizantes en la producción de frutas, la seguridad alimentaria microbiana, el valor nutricional, la aceptabilidad del sabor por parte de la tripulación y los beneficios generales para la salud conductual. Cultivar plantas para proporcionar alimentos frescos y mejorar la experiencia de vida general de los miembros de la tripulación apoya futuras misiones de larga duración.
  • J-SSOD es una instalación de JAXA que proporciona capacidad de lanzamiento para satélites pequeños individuales.
  • Monitoreo médico de la Estación Espacial Internacional (ISS Medical Monitoring) es una investigación en curso que recopila datos médicos de todos los miembros de la tripulación antes, durante y después del vuelo. Al apoyar la salud y seguridad general de la tripulación, estos datos contribuyen a la productividad de la misión y las operaciones en órbita.
  • El Sistema de Recuperación de Agua JEM (JWRS, por sus siglas en ingles), una investigación de JAXA, genera agua potable a partir de la orina, lo que podría ayudar a abordar los desafíos del suministro adecuado de agua en futuras misiones espaciales a largo plazo.
  • Radioaficionado de la Estación Espacial Internacional brinda a los estudiantes, maestros, padres y otras personas la oportunidad de comunicarse con los astronautas utilizando unidades de radio Ham. Antes de una llamada programada, los estudiantes aprenden sobre la estación, las ondas de radio y otros temas, y preparan una lista de preguntas sobre temas que han investigado.

 

imagen de las plantas de tomates enanos dentro del habitat de plantas

Esta planta de tomate enano está creciendo para la investigación Veg-05, que examina la producción de frutas, la seguridad de los alimentos microbianos, el valor nutricional, la aceptabilidad del sabor por parte de la tripulación y los beneficios generales para la salud conductual que tiene el cultivo de plantas para proporcionar alimentos frescos en el espacio.
Crédito de la imagen: NASA

La estación espacial es un laboratorio de microgravedad robusto con diversas instalaciones y herramientas de investigación especializadas. Ha funcionado continuamente durante más de dos décadas, apoyando muchos avances científicos a partir de investigaciones que abarcan todas las disciplinas científicas. La publicación Beneficios para la Humanidad 2022 de la Estación Espacial Internacional detalla el universo en expansión de resultados obtenidos en más de 20 años de experimentos realizados en la estación. Acceda a la publicación y materiales relacionados en línea.

imagen que muestra el atardecer y las sombras de las nubes sobre Tanzania, África

Esta foto muestra el atardecer y las sombras de las nubes sobre Tanzania, África, mientras la Estación Espacial Internacional orbita 416 kilómetros por encima.
Crédito de la imagen: NASA

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Por John Love
Centro de Johnson, Houston, Texas

Traducción al español: Universidad Nacional de Mar del Plata Mar del Plata, Argentina

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