En la Tierra, y mucho menos en el espacio, no se comprende del todo cómo se forman las gotas. Para estudiar el fenómeno en la Estación Espacial Internacional, una instalación experimental de la ESA se enfrentó a rigurosas pruebas en tierra.
El astronauta de la ESA Pedro Duque, de España, observa una burbuja de agua flotando entre él y la cámara, mostrando su imagen refractada, en la Estación Espacial Internacional durante la misión Cervantes en 2003. Crédito de la imagen: NASA
Dropcoal, abreviatura de Drop Coalescencia, es un proyecto de investigación que estudia cómo se forman las gotas en el espacio y en la Tierra.
Los resultados brindarán información sobre formación de gotas de lluvia y nubes, combustión de combustible e interacciones entre materiales, todo con amplias implicaciones para la industria y la academia. También desempeñan un papel crucial en la administración de medicamentos a los astronautas durante misiones espaciales largas y de gran alcance.
Gotas que se forman durante un vuelo parabólico como parte del experimento Dropcoal de la ESA. Estudiar cómo se forman las gotas en el espacio y en la Tierra promete conocimientos sobre diversas áreas, como la formación de gotas de lluvia y nubes, las interacciones de materiales, la combustión de combustible e incluso la administración de medicamentos a los astronautas durante misiones espaciales prolongadas. Crédito de la imagen: ESA
El proyecto abarca experimentos que se llevan a cabo durante vuelos parabólicos y en laboratorios. El objetivo es estudiar la formación de gotas y la coalescencia en el entorno de baja gravedad de la Estación Espacial Internacional como parte de una futura misión de la ESA.
Cuando las gotas chocan
En la Tierra, la gravedad complica la formación de gotas. Cuando un líquido cae o gotea, la gravedad lo empuja hacia abajo y afecta la forma en que se forma la gota. En lugar de una forma simple y perfectamente esférica, la gravedad hace que la gota se alargue o se aplane a medida que cae.
Monitorear cómo se comportan las gotas en un entorno ingrávido podría ayudar a comprender mejor este fenómeno.
Unidades funcionales del experimento Dropcoal de la ESA en el bastidor experimental montado a bordo de un vuelo parabólico. Crédito de la imagen: ESA
El sistema Dropcoal es un dispositivo de hardware construido por Ingeniería espacial rumana – en nombre de la ESA. Está diseñado para facilitar tales experimentos en gravedad cero. Para garantizar que pueda resistir en el espacio, primero era necesario examinar la construcción y el funcionamiento confiable del dispositivo.
Científicos de Rumanía, Alemania y Estados Unidos desarrollaron un experimento para probar el dispositivo durante el 79º Vuelo Parabólico de la ESA en octubre de 2022.
Dos son una empresa…
El dispositivo Dropcoal no estaba solo en ese vuelo. También se cargó en el avión Airbus 310 Zero Gravity un experimento del centro aeroespacial alemán DLR, centrándose en cómo se acercan dos gotas, así como en los primeros momentos en que se fusionan.
Dentro del bastidor experimental del avión, los experimentos de la ESA y del DLR operaron de forma independiente. Los componentes principales del dispositivo experimental de la ESA fueron tres jeringas conectadas a un controlador de jeringa. Esto permitió crear gotas esféricas en la punta de ocho agujas.
El laboratorio Columbus es la mayor contribución de Europa a la Estación Espacial Internacional. Adjunto permanentemente al módulo Harmony, este laboratorio presurizado permite a los investigadores en tierra, con la ayuda de la tripulación de la estación, realizar una amplia variedad de investigaciones en un entorno ingrávido. Crédito de la imagen: ESA/NASA
Próxima parada: Estación Espacial
Tras los resultados del vuelo parabólico, los experimentos de Dropcoal se llevarán a cabo en la Estación Espacial como parte de una misión de la ESA en 2024. Esto permitirá la investigación a largo plazo de la formación de gotas en gravedad cero.
El módulo europeo Columbus albergará los experimentos en las instalaciones de ICE Cubes. Allí las gotas chocarán de frente. Para controlar cómo interactúan y se fusionan las gotas, un instrumento óptico equipado con una cámara de alta velocidad capturará imágenes cuadro por cuadro.
Todos los experimentos de Dropcoal en la Estación Espacial serán controlados desde la Tierra, poniendo a nuestro alcance las maravillas de la dinámica de las gotas.
Fuente: Agencia Espacial Europea
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