著名的太空實驗:泡沫在太空中原來長這樣!
2023-04-01 20:07:53 1
歐洲航天局在國際空間站上有一個名為哥倫布的科學實驗室。這個實驗室是流體科學實驗室,專門研究微重力下流體的行為。目前,這個實驗室用於研究一種我們大多數人可能不會花太多時間思考的物質:泡沫。
說到泡沫,我們知道泡沫基本上是液體和氣體的混合物,氣體被困在氣泡裡。我們用它們製造各種各樣的東西,從剃鬚膏到阻燃劑。有些泡沫是固體中的氣泡,如聚苯乙烯泡沫,但原理是一樣的。
在地球上,重力主導著液體泡沫。有不同大小的氣泡,重力會把單個氣泡之間的液體拉下來。較小的氣泡會收縮並合併成較大的氣泡。最後,當重力將所有的液體拉下時,氣泡破裂,氣泡消散。
Too =泡沫
但是科學家想知道更多關於泡沫行為的信息,這也是這個實驗背後的原因。在微重力環境下,拉下液體的力較小,因此泡沫持續時間較長。這給了研究人員持續研究的時間。雖然液體泡沫在我們的生活中很常見,但人們對這些溼泡沫的詳細物理性質知之甚少。例如,一些液體在微重力下攪拌或搖動時會產生泡沫,而地球上的液體不會。
2009年,太空人弗蘭克·德·韋恩進行了泡沫穩定性實驗。德·溫的實驗包括搖動不同的液體並監測它們的變化。這些液體包括純水、蛋白質液體和其他類型的液體。總共測試了60個樣品,它們的發泡行為與地球的非常不同。液體比地球上穩定得更快,產生的泡沫更多。基本上,實驗表明在微重力環境下生產超穩定泡沫是可能的。
這是2009年泡沫穩定性實驗的照片。它顯示了四對相同的樣本。每對的左邊是微重力樣本,而右邊是用於地球實驗的相同液體。微重力實驗中的氣泡顯然比地球上的氣泡持續時間長得多。
這個新實驗被稱為泡沫粗化,它是基於2009年的泡沫穩定性實驗。新的實驗將集中於仔細觀察泡沫在不同液相中的運動,尤其是當泡沫變成液態時。但是在地球引力的作用下,不可能進行這樣的觀測。
這是國際空間站早期歐空局的粗略泡沫圖像。這是一個測試圖像,但是它顯示到目前為止事情都在按計劃進行。流體科學實驗室是一個多功能設備。它可以由國際空間站的太空人操作,也可以在「遠程科學」模式下操作。在即將到來的泡沫粗化實驗中,它將在比利時遠程操作。太空泡沫的第一張圖片是測試圖片。
在泡沫粗化實驗中,泡沫被放置在單獨的容器中,容器中的液體將被活塞振動,並通過雷射光學和高解析度照相機進行分析。研究人員將密切觀察微重力下泡沫的行為。
當然,泡沫研究的結果不僅是太空。更多地了解泡泡可能會影響我們在地球上的日常生活。儘管我們都很熟悉剃鬚泡沫之類的東西,但泡沫被用於各種製造過程,甚至是建築中。然而,這個實驗與「量子泡沫」無關,它是一個完全不同的話題。