Friday, 26 June 2009

Διαστημικοί παφλασμοί

Δυναμική
Τι νομίζετε ότι εκτόξευσαν στο Διάστημα οι Ολλανδοί αυτό το φθινόπωρο; Τουλίπες; Ξύλινα παπούτσια; Κάποιον πίνακα του Βαν Γκογκ; Όχι. Νερό! Η μικρή ευρωπαϊκή χώρα που καταφεύγει στα φράγματα για να κρατήσει τον ωκεανό μακριά της, στέλνει τώρα σε τροχιά γύρω από τη Γη νερό. Ο μικρός ολλανδικός δορυφόρος Sloshsat FLEVO, ο οποίος μεταφέρθηκε στο Διάστημα ως δευτερεύον φορτίο με τον πύραυλο Ariane 5 στα τέλη Σεπτεμβρίου, θα μελετήσει επί δύο εβδομάδες το πώς παφλάζει το νερό σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας.
Ίσως φαίνεται υπερβολικό να ξοδεύει κανείς 8 εκατομμύρια ευρώ για να εκτοξεύσει δυο κουβάδες νερό στο Διάστημα. Το όλο εγχείρημα, όμως, έχει «διεθνή σημασία», δηλώνει ο υπεύθυνος του προγράμματος, ο Koos Prins του Ολλανδικού Εργαστηρίου Αεροδιαστημικής NRL.
Επί παραδείγματι, η διαστημική βολίδα για τη μελέτη αστεροειδών NEAR-Shoemaker της NASA εξαναγκάστηκε σε καθυστέρηση δεκατριών μηνών, όταν αναπάντεχα τον Δεκέμβριο του 1998 το διαστημικό σκάφος τέθηκε από μόνο του σε κατάσταση «ασφαλούς λειτουργίας», πιθανόν ως αποτέλεσμα παφλασμού των προωθητικών καυσίμων. «Για τις μελλοντικές αποστολές χρειαζόμαστε ένα καλύτερο μοντέλο περιγραφής των παφλασμών» διαβάζουμε στην αναφορά μιας εξεταστικής επιτροπής. Τα παφλάζοντα υγρά, είτε είναι προωθητικά είτε πόσιμο νερό, μπορεί επίσης να δυσχεράνουν την πραγματοποίηση των ελιγμών προσόρμισης στα μη επανδρωμένα οχήματα μεταφοράς φορτίου που εξυπηρετούν τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Ο Sloshsat FLEVO (Facility for Liquid Experimentation and Verification in Orbit) είναι ένας απλός δορυφόρος. Στην ουσία πρόκειται για έναν κύβο πλευράς 80 εκατοστών καλυμμένο με ηλιακές κυψέλες και εξοπλισμένο με μικρούς ωθητήρες. Στο εσωτερικό του υπάρχει μια δεξαμενή χωρητικότητας 87 λίτρων, που φέρει 33,5 λίτρα εξαιρετικά καθαρού νερού. Ειδικοί θερμαντήρες αποτρέπουν το πάγωμα του νερού. Μέσω των ωθητήρων του, ο Sloshsat FLEVO ανακινείται και χορεύει πέρα δώθε. Τότε, ευαίσθητοι αισθητήρες που βρίσκονται στα τοιχώματα της δεξαμενής μετρούν τη συμπεριφορά του παφλάζοντος νερού, ενώ ευαίσθητα επιταχυνσιόμετρα αποτιμούν την κίνηση που επάγεται στο διαστημικό σκάφος.

Σύμφωνα με τον Jan Vreeburg, διευθυντή ελεγκτή των επιστημονικών οργάνων τού Sloshsat, ένας δορυφόρος με υγρό που παφλάζει συμπεριφέρεται σαν να είναι σανίδα του σερφ. «Δεν πειράζει που το υγρό είναι στο εσωτερικό και όχι στο εξωτερικό» επισημαίνει. «Αυτό που έχει σημασία είναι να καταλάβουμε ότι η κίνηση του υγρού επηρεάζει την κίνηση και τον προσανατολισμό του διαστημικού σκάφους». Ώς τώρα, δηλώνει ο Vreeburg, οι μηχανικοί των διαστημικών πτήσεων μεταχειρίζονταν τα σκάφη τους σαν σέρφερ που μένουν ακίνητοι ξαπλωμένοι πάνω στις σανίδες τους και ευελπιστούν ότι ποτέ δεν θα τους συμβεί κάτι· και τονίζει ότι «το πείραμα του Sloshsat ίσως μας διδάξει πώς να σηκωνόμαστε όρθιοι».

Πράγματι, ίσως κάποτε η πρόβλεψη, η προσδοκία αλλά ακόμα και η εκμετάλλευση των κινήσεων που επάγει ο παφλασμός των υγρών πάνω σε ένα διαστημικό σκάφος να είναι υπόθεση ρουτίνας. Ο Arthur Veldman, που μελετά τη δυναμική των ρευστών μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή στο Πανεπιστήμιο του Γκρόνινγκεν, ελπίζει ότι ο Sloshsat FLEVO θα επαληθεύσει τα υπολογιστικά του μοντέλα, τα οποία στη συνέχεια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να αποκτήσουμε ακριβή έλεγχο πάνω στις κινήσεις του δορυφόρου. «Εν τέλει, αυτό που αποζητούμε είναι η ανάπτυξη διαστημικών συστημάτων που δεν θα επηρεάζονται από τους παφλασμούς» υποστηρίζει.

Εν τω μεταξύ, οι Ολλανδοί «χτυπούσαν ξύλο». Ο Sloshsat FLEVO επρόκειτο να ταξιδέψει με τον Ariane 5 ECA, όμως η πρώτη από τις αναβαθμισμένες εκδόσεις αυτού του ευρωπαϊκού πυραύλου-φορέα είχε εκραγεί τον Δεκέμβριο του 2002. Όπως δήλωνε ο διευθυντής του έργου Prins: «Παρακάμπταμε τα περισσότερα προβλήματα με το να ελπίζουμε ότι όλα θα πάνε καλά.»

Scientific American

No comments: