Интересный вопрос о космосе: как ведет себя вода в невесомости?
Если представить себя космонавтом, держащего в невесомости закрытую баночку с водой, то однозначно возникнет вопрос: как вода выглядит в банке? Ответ может быть не так уж и очевиден. Либо это одиночный шарик, находящийся на дне банки, либо множество шариков, цепляющихся за ее стенки? На протяжении десятилетий никто так и не смог ответить однозначно на этот вопрос, но после последнего запуска грузового корабля Dragon, ученые все же намереваются решить эту тайну раз и навсегда.
Правильный ответ не очень понятный. Нужно решить ряд термодинамических уравнений, позволяющих теоретически сказать, какое расположение является наиболее стабильным. Но без экспериментов все равно не обойтись. Именно с этой целью на борту Dragon, состыковавшегося с МКС в среду, 20 июля, находится оборудование, позволяющее провести сам эксперимент, а также зафиксировать на фото и видео его результаты.
Возможно, кому-то это покажется несущественной проблемой, но определение поведение воды в невесомости имеет огромное значение для проектирования систем жизнеобеспечения космонавтов. В июле 2013 года, забитый фильтр скафандра стал причиной утечки около 1,5 литра воды, которая покрыла лицо и шлем итальянского астронавта Лука Пармитано в ходе выхода в открытый космос. Жидкость стала мешать видеть, слышать команды и дышать, что вынудило экипаж прервать работу и быстро вернуться на станцию.
Ученые пыталась решить вопрос о поведении воды в невесомости почти 20 лет. Их термодинамические вычисления прогнозировали, что в коротких цилиндрических емкостях, она будет придерживаться боковых стенок. В более длинных емкостях будет распределяться в обоих концах емкости, оставляя промежуток в центре.
Однако у многих такое утверждение не вызывает доверия. Скептики говорят, что конфигурация не может быть устойчивой в невесомости. Чтобы развеять сомнения, в 1997 году был проведен эксперимент с водой в космосе. Были изготовлены несколько стеклянных баночек различных размеров, которые наполовину наполнили очищенной водой и перед их герметизацией выкачали из них воздух. Эксперимент проводили на борту шаттла «Колумбия», но, к сожалению, он завершился безрезультатно. Видео, снятое с помощью 8мм VHS-камеры, оказалось некачественным, что позволило сомневающимся остаться при своем мнении.
Новая возможность появилась в 2013 году. В рамках проекта НАСА, целью которого является обсуждение интересных вопросов о космосе, планируется выполнять видеосъемку на МКС различных событий и явлений. Среди таковых и поведение воды в условиях невесомости. Ученые подготовили новую, усовершенствованную по сравнению с 1997 годом, аппаратуру для эксперимента, который хотят снять модифицированной камерой GoPro с разрешением и видео в 4К. В случае успешности опыта, теория будет доказана или опровергнута раз и навсегда.
Результаты эксперимента могут иметь полезное применение на Земле. В наши дни растет интерес к нанофлюидики, науке, которая рассказывает о поведении жидкостей в каналах, в 10000 раз тоньше, чем человеческий волос. В таких масштабах, влияние гравитации минимально, поэтому жидкости ведут себя аналогично тому, что мы видим в космосе. Эксперимент с водой на МКС может значительно расширить знания о том, как с помощью нанофлюидики эффективнее добывать нефть.
