Загадка Конденсации в Космосе
От росы на рассвете до запотевшего зеркала после душа — конденсация является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни на Земле. В космосе же, где микрогравитация изменяет способ переноса тепла через газы и жидкости, это может стать серьёзной проблемой для электроники космических аппаратов, требующих охлаждения в экстремальных условиях.
Впервые в истории европейский эксперимент исследует форму жидких пленок на охлажденных поверхностях на борту Международной Космической Станции (МКС). В фокусе внимания ученых находится металлическая «плавникоподобная» конструкция, позволяющая более детально наблюдать фундаментальные аспекты конденсации.
Эксперимент по Конденсации на Плавниках (Condensation on Fins) открывает новые горизонты для исследований процессов переноса тепла в космосе, изучая роль капиллярного давления — силы, тянущей жидкости через крошечные пространства, как, например, вода, поднимающаяся по бумажному полотенцу — во время конденсации пленки, и всё это без влияния гравитации.
Хотя это исследование касается основ физики и улучшения математических моделей, результаты могут иметь практическое применение, например, в охлаждении электроники смартфонов и компьютеров, а также в оптимизации промышленных процессов нанесения покрытий на Земле.
Космические миссии также могут получить выгоду благодаря более эффективным теплообменникам, которые позволяют поддерживать электронику и системы жизнеобеспечения в нужной температуре.
Фактор Плавников
Холодильники, кондиционеры и радиаторы используют маленькие металлические плавники для более эффективного теплообмена между жидкостями и газами. Форма плавника также критически важна для космических экспериментов.
«Мы ищем наилучшую форму плавника для максимизации теплообмена», — говорит Брис Сент-Мишель, научный сотрудник ESA по данному эксперименту.
Пока 1-сантиметровый плавник из алюминиевого сплава постепенно поглощает хладагента с низким поверхностным натяжением — эта летучая жидкость может испаряться или конденсироваться с минимальным выделением тепла. Жидкость стекает и скапливается у основания плавника, где губкообразный материал и насос отводят её.
«Условия микрогравитации позволяют нам использовать большие плавники, не беспокоясь о дренаже жидкости под действием тяжести», — объясняет Балаж Тот из команды ESA по грузам низкой околоземной орбиты.
Необходимость Для Новых Дизайнов
На Земле жидкость скапливается у основания плавника, в то время как в микрогравитации она равномерно распределяется по всей его поверхности. «Жидкость, похоже, притягивается к холодным поверхностям как к безопасному месту, в отличие от того, что происходит с теплообменом на Земле», — добавляет Андрей Глушчук из Центра Исследований и Инженерии в Космических Технологиях (CREST) при Университете Либр Брюсселя, Бельгия.
Научное сообщество работает с несколькими теоретическими моделями, чтобы предсказать, как будут развиваться скорости конденсации в зависимости от распределения толщины жидкой пленки. «Мы хотим формулу, которая могла бы применяться ко всем случаям, и это первая возможность собрать такой объем данных для её консолидации», — добавляет Карло Саверио Иорио, руководитель CREST.
Новая Космическая Установка для Передачи Тепла
Эксперимент «Конденсация на Плавниках» является частью более широкого круга испытаний по переносу тепла в газах и жидкостях. Все это происходит в новой установке Heat Transfer Host 2, установленной 30 сентября 2025 года после её доставки на Международную Космическую Станцию.
Эта установка работает без сбоев и её конструкция позволяет автономно проводить эксперименты. После этого исследования конденсации, кампания продолжится экспериментом по инстабильностям в испаряющихся жидких пленках.
Таким образом, исследования продолжат раскрывать удивительные аспекты физических процессов в условиях космоса, открывая новые горизонты для науки и технологий на Земле и за её пределами.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
