La prossima supply mission (CRS-18) che verrà lanciata da Cape Canaveral, in Florida, trasporterà uno speciale ‘steam engine’ sulla International Space Station (ISS). RUBI (Reference mUltiscale Boiling Investigation), un fluid science experiment sviluppato da Airbus per l’European Space Agency (ESA), affronta i fondamenti della bollitura dei fluidi.
L’astronauta dell’ESA Luca Parmitano installerà RUBI nel modulo Columbus della ISS durante la sua missione “Beyond” di cinque mesi (da luglio a dicembre 2019). L’esperimento sui fluidi sarà quindi gestito e controllato dal Belgian User Support and Operation Centre (B-USOC) in Brussels.
RUBI studierà i fenomeni di transizione di fase e trasferimento di calore durante l’evaporazione di fluidi in dimensioni microscopiche e macroscopiche. L’elemento centrale di RUBI è una cella piena di fluido, che può essere riscaldata e raffreddata termoelettricamente. Il processo di ebollizione viene quindi attivato su un metal-coated glass heater utilizzando un laser. Le telecamere ad alta risoluzione registrano la formazione e la crescita di bolle di vapore sia nello spettro visibile che nell’infrarosso. Acquisendo fino a 500 immagini al secondo, le telecamere di RUBI possono creare una rappresentazione tridimensionale delle forme delle bolle e analizzare la distribuzione della temperatura sul riscaldatore, consentendo agli scienziati di determinare con precisione le condizioni di evaporazione e le densità del flusso di calore. Il processo di ebollizione può essere sistematicamente influenzato utilizzando un elettrodo ad alta tensione (fino a 15.000 volt) e un circuito convettivo regolabile.
Sulla Terra – grazie all’effetto della gravità – si formano solo piccole bolle, che si staccano rapidamente dalla superficie di riscaldamento e mascherano altri effetti fisici. Gli scienziati vogliono ottimizzare i loro modelli numerici del processo di ebollizione con una serie di test condotti in condizioni di gravità zero e corrispondenti ai test di riferimento sulla Terra. In futuro, ciò potrebbe contribuire alla produzione di elettrodomestici (stufe, radiatori) e scambiatori di calore per i processi di produzione industriale più efficienti ed ecologici.
Una sfida particolare per il team industriale guidato da Airbus è stata quella di ridurre RUBI alle dimensioni di una “scatola di scarpe” (40 x 28 x 27 cm) del peso di soli 34 kg, adatto quindi all’uso nello spazio. In confronto, una configurazione per un laboratorio terrestre sarebbe approssimativamente delle dimensioni di un armadio (2 x 1 x 1 m) e peserebbe circa 300 kg.
(Ufficio Stampa Airbus – Photo Credits: Airbus)
