Эксперименты астронавтов «Наука возможностей» помогают подготовиться к запуску на Международную космическую станцию

Научные идеи повсюду. Некоторые из величайших открытий происходят в результате проб и ошибок с новыми концепциями и идеями. Астронавт НАСА Дон Петтит не новичок в изобретениях и открытиях. Во время своих предыдущих миссий Петтит внес свой вклад в развитие пилотируемых космических исследований на борту Международной космической станции, что привело к опубликованию нескольких научных статей и прорывам.

Петтит отправится в орбитальную лабораторию в сентябре 2024 года в сопровождении космонавтов Алексея Овчинина и Ивана Вагнера. Чтобы подготовиться к своему четвертому космическому полету, прочитайте о предыдущих экспериментах «случайной науки», которые Петтит проводил в свободное время с использованием материалов, легко доступных экипажу или входящих в его личное оборудование.

Замерзающий лед в космосе

Вы когда-нибудь замечали белые пузырьки во льду в лотке для льда дома? Это захваченный воздух, который собирается в одном месте под действием силы тяжести. Петтит использовал эти знания, доступ к морозильной камере с температурой -90° по Цельсию на борту космической станции и выходные, чтобы выяснить, как вода замерзает в условиях микрогравитации по сравнению с земной. На этой фотографии используется поляризованный свет, чтобы показать тонкую замерзшую воду и видимые отличия от льда, который мы обычно замораживаем здесь, на Земле, что дает дальнейшее понимание физических концепций микрогравитации.

Космический кубок

Микрогравитация влияет даже на самые обыденные задачи, например, на утренний чай. Обычно экипажи пьют напитки из специально запечатанного пакета с трубочкой. Используя прозрачный лист над космической станцией, Петтит изобрел прототип капиллярного напитка, или космического стакана. В чашке используется поверхностное натяжение, смачивание и форма контейнера, чтобы имитировать роль гравитации при питье на Земле. Это облегчит употребление напитков в космосе и покажет, как открытия на борту станции можно использовать для разработки новых систем.

Формирование планеты

Петтит экспериментировал с материалами, которые распадаются на очень мелкие частицы, такими как поваренная соль, сахар и кофе, чтобы понять формирование планет. Важнейшим ранним шагом в формировании планет является агрегация или слипание крошечных частиц, но ученые еще не до конца понимают этот процесс. Петтит поместил различные смеси частиц в пластиковые пакеты, наполнил их воздухом, тщательно встряхнул пакеты и заметил, что частицы слипались вместе в течение нескольких секунд из-за, по-видимому, электростатического процесса. Изучение поведения крошечных частиц в условиях микрогравитации может дать ценную информацию о роли состава материала, плотности и турбулентности в формировании планет.

Орбитальное движение

Спицы из различных материалов попали на станцию ​​в качестве личных вещей экипажа. Петтит заряжал иглы электрическим током, протирая их бумагой. Затем он выпустил заряженную воду из тефлонового шприца и наблюдал, как капли воды вращаются вокруг вязальной спицы, демонстрируя электростатические орбиты в условиях микрогравитации. Позже исследование было повторено в моделировании, включавшем сопротивление воздуха, и трехмерное движение точно соответствовало орбитам, наблюдаемым при демонстрации космической станции. Эти наблюдения могут соответствовать поведению заряженных частиц в магнитном поле Земли и оказаться полезными при разработке будущих систем космических аппаратов.

Астрофотография

Фотограф-новатор, Петтит использовал длинную выдержку, несколько камер, инфракрасный порт и другие методы, чтобы создать потрясающие изображения Земли и звездных следов с уникальной точки зрения космической станции. Эти фотографии пополняют базу данных, которую исследователи используют для понимания меняющихся ландшафтов Земли, и эти изображения могут стимулировать общественный интерес к полетам человека в космос.