Но в космосе это не сработает. В условиях микрогравитации, когда сила тяжести не прижимает жидкости ко дну контейнера, они вместо этого цепляются за его поверхности.
В космических кораблях используются специальные устройства, такие как лопасти, губки, экраны и каналы, для направления жидкости туда, где она необходима — к двигателю в случае топлива или пропеллента.В рамках исследования Slosh Coating используется жидкоотталкивающее покрытие внутри контейнера для управления движением жидкостей в условиях микрогравитации.
Исследователи сравнят поведение жидкости в двух резервуарах, один с покрытием, а другой без него, на борту Международной космической станции. Для этого теста прозрачные емкости содержат окрашенную воду.
Камеры высокого разрешения будут записывать движение воды, когда контейнеры подвергаются серии маневров.В условиях микрогравитации, когда жидкое ракетное топливо распространяется и равномерно покрывает стенки контейнера, это создает две проблемы, объясняет главный исследователь Брэндон Марселл из программы NASA Launch Services в Космическом центре Кеннеди. Тепло снаружи бака может испарить пропеллент, что приводит к потере топлива, и топливо может не достичь двигателя, чтобы запустить его, когда это необходимо.«Мы думали, что если мы нанесем на стенки резервуаров отталкивающий жидкость материал, теоретически, вместо того, чтобы прилипать к стене, жидкость будет прилипать к отстойнику на дне резервуара, где мы этого хотим», — сказал Марселл.
Если это подтвердится, жидкие отталкивающие покрытия можно использовать для разработки более эффективных резервуаров для хранения ракетного топлива и других важных жидкостей для длительных космических полетов. Отсутствие криогенного ракетного топлива на стенках резервуара также снизит тепло, передаваемое жидкости, и, следовательно, количество пропеллента, потерянного при испарении. Это могло бы значительно повысить производительность космических кораблей, позволяя в будущих миссиях преодолевать большие расстояния без увеличения количества хранимого топлива.
Покрытия также имеют другие потенциальные преимущества. «Губки, лопатки, перегородки и другие конструкции, размещенные внутри топливных баков для перемещения жидкости туда, где она необходима, подвержены поломке», — сказал Марселл. «Если мы сможем заменить эти сложные металлические механизмы покрытием, это снизит вероятность поломки, а также сэкономит вес и деньги».«Мы знаем, что покрытие отталкивает воду, но мы не уверены, что будет делать жидкость вместо этого», — сказал соисследователь Джейкоб Рот, который также работает с LSP. «Мы думаем, что он будет отскакивать от стенок и прилипать к дну резервуара, к отстойнику, где нет покрытия. Этот тест может ответить на один вопрос: насколько хорошо он прилипает, насколько легко или сложно удалить жидкость из отстойник, когда он плещется ».
Если покрытие работает, как ожидалось, следующим шагом будет тестирование его использования на реальном топливном баке космического корабля. Возможное использование последней технологии включает покрытие топливных баков различных ступеней ракет и контейнеров на складах топлива или на заправочных станциях в космосе. Ученые могут разработать специальные покрытия, отталкивающие различные жидкости.Понимание функции водоотталкивающих покрытий в космосе может помочь в разработке покрытий с потенциальными преимуществами на Земле.
Они могут включать лучшую защиту электроники от воды, улучшенную водонепроницаемость одежды и снаряжения, а также предотвращение того, чтобы дождь закрыл обзор через окна автомобилей и самолетов.Ученые могут направить жидкость туда, где это необходимо, даже там, где нет «спуска».