Сюрприз для ученых: странное поведение жидкости при кипении позволит добраться до далеких планет
Исследователи выяснили, что странное поведение кипящих жидкостей можно использовать для создания космических кораблей нового поколения.
Сейчас ученые занимаются тем, чтобы создать новые космические корабли, которые позволили бы астронавтам добраться до самых далеких уголков Солнечной системы. Сохранение топлива и поддержание его в стабильном состоянии в течение нескольких месяцев и даже лет является одной из самых главных инженерных задач. Ученые обнаружили удивительное поведение кипящих жидкостей, которое может помочь решить проблемы, связанные с путешествиями в глубокий космос. Исследование опубликовано в журнале npj Microgravity, пишет Phys.
Результаты исследования помогут спроектировать космические корабли, которые зависят от сверххолодных жидкостей, используемых как в качестве ракетного топлива, так и в качестве охлаждения для бортовой электроники. Ученые изучили поведение жидкого азота в условиях низкой гравитации. В результате ученые бросили вызов предположениям о кипении жидкостей в космосе.
Кипение играет решающую роль как для поддержания стабильного количества топлива, так и для охлаждения бортовой электроники. Для охлаждения нужно усиленное кипение. Оно эффективно отводит тепло, и чем больше его, тем лучше. Но топливо в виде жидкого водорода и жидкого с кислорода испаряется при сильном кипении.
Инженеры долгое время предполагали, что низкая гравитация снижает эффективность кипения, так как пузырьки используют плавучесть для отрыва от нагретых поверхностей.
Новое исследование показало, что низкая гравитация улучшает отвод тепла при определенных условиях, но она снижает максимальную температуру, которую поверхность могла безопасно выдерживать до того, как кипение станет нестабильным, примерно на 65%.
До определенного момента кипение становится более эффективным, что противоречит существующим предположениям.
Ученые предполагают, что улучшение кипения происходит потому, что пузырьки дольше остаются на нагретой поверхности в условиях низкой гравитации, создавая чрезвычайно тонкий слой жидкости между пузырьком и нагревателем, который ускоряет теплопередачу.
Если особенности поверхности могут усиливать кипение, их также можно спроектировать так, чтобы сдерживать его, что можно напрямую использовать для нулевого испарения топлива во время длительных миссий в космос, говорят ученые.
Другие новости науки
- Океаны и возможная жизнь: Венера больше похожа на Землю, чем предполагалось.