Следующая миссия по снабжению (CRS-18), стартующая с мыса Канаверал, Флорида, отправит на Международную космическую станцию (МКС) специальный «паровой двигатель». RUBI (Reference mUltiscale Boiling Investigation), эксперимент по механике жидкости, разработанный и построенный Airbus для Европейского космического агентства (ESA), изучает фундаментальные принципы кипения жидкости. Астронавт ЕКА Лука Пармитано установит RUBI в модуле «Колумбус» МКС в течение пяти месяцев своей миссии «За гранью» (с июля по декабрь 2019 года). Затем эксперимент будет проводиться и контролироваться B-USOC (Бельгийский центр поддержки пользователей и эксплуатации) в Брюсселе.
РУБИ будет изучать явления фазового перехода и теплообмен при испарении жидкости в микроскопическом и макроскопическом масштабе. Ключевым элементом RUBI является ячейка, заполненная жидкостью, которую можно нагревать и охлаждать термоэлектрически. Затем процесс кипения активируется с помощью лазера на стеклянном нагревателе с металлическим покрытием. Камеры высокого разрешения фиксируют образование и развитие пузырьков пара как в видимом, так и в инфракрасном спектре. Снимая до 500 изображений в секунду, камеры RUBI способны создавать трехмерное изображение формы пузырьков и анализировать распределение тепла на нагревателе, что позволяет ученым точно определять условия испарения и плотности теплового потока. На процесс кипения можно систематически влиять, используя электрод высокого напряжения (до 15.000 XNUMX вольт) и регулируемый конвективный контур.
На Земле из-за силы тяжести образуются лишь небольшие пузырьки, которые быстро отрываются от нагретой поверхности, маскируя другие физические эффекты. Ученые хотят оптимизировать свои численные модели процесса кипения с помощью серии испытаний, проведенных в невесомости и соответствующих эталонным испытаниям на Земле. В будущем такие испытания могут способствовать производству бытовой техники (например, печей и радиаторов) и теплообменников, создавая более эффективные и экологически чистые промышленные производственные процессы.
Одной из главных задач, с которыми столкнулась промышленная команда под руководством Airbus, было уменьшить RUBI до размеров «обувной коробки» (40 x 28 x 27 см) и весом всего 34 кг, чтобы его можно было использовать в космосе. Для сравнения, лаборатория, установленная на Земле, будет иметь размер, аналогичный шкафу (2 х 1 х 1 м), и весить около 300 кг.
