Kijken naar een luchtbel die moeiteloos door het internationale ruimtestation zweeft, kan fascinerend en mooi zijn om te zien, maar diezelfde bubbel leert onderzoekers ook hoe vloeistoffen zich anders gedragen in microzwaartekracht dan op aarde. De bijna gewichtloze omstandigheden aan boord van het station stellen onderzoekers in staat een grote verscheidenheid aan vloeistoffen te observeren en te controleren op manieren die op aarde niet mogelijk zijn. voornamelijk vanwege de dynamiek van de oppervlaktespanning en het gebrek aan drijfvermogen en sedimentatie in vloeistoffen in de omgeving met lage zwaartekracht.

Begrijpen hoe vloeistoffen in deze omstandigheden reageren, zou kunnen leiden tot verbeterde ontwerpen van brandstoftanks, watersystemen en andere op vloeistof gebaseerde systemen voor ruimtevaart, evenals terug op aarde.

Veel onderzoeken aan boord van het in een baan om de aarde draaiende laboratorium zijn gericht op vloeistoffysica, waaronder de beweging van vloeistoffen of de vorming van bellen. Zoals op aarde, de vorming van een luchtbel is soms een welkome aanvulling, maar kan ook een indicatie zijn dat er iets mis is gegaan en moet worden herwerkt. Technologie, onderzoeken, en zelfs taken die zo eenvoudig zijn als drinkwater, moeten rekening houden met bellen om te kunnen worden aangepast om functioneel te zijn in een omgeving met microzwaartekracht.

Hier zijn verschillende onderzoeken die bellen of vloeistoffysica in hun voordeel gebruiken.

• De Observation Analysis of Smectic Islands in Space (OASIS) onderzoek bestudeerde het unieke gedrag van vloeibare kristallen in microzwaartekracht, nota nemend van de manier waarop deze kristallen zich gedragen als zowel een vaste stof als een vloeistof. Vrij zwevende kristalbellen in microzwaartekracht vertegenwoordigen bijna ideale vloeistofsystemen die fysiek en chemisch hetzelfde zijn voor de studie van vloeistoffen in beweging. Begrijpen hoe deze kristallen zich in de ruimte gedragen, zou kunnen leiden tot verbeteringen aan microschermen van ruimtehelmen, evenals schermweergaven van hogere kwaliteit op apparaten die gebruikmaken van liquid crystal displays (LCD's).
• Het capillaire stromingsexperiment (CFE) probeerde het probleem op te lossen van het overbrengen van vloeistof van de ene container naar de andere in de ruimte. Zonder zwaartekracht, vloeistoffen stromen niet op dezelfde manier als op aarde, ze verzamelen zich ook niet op de bodem van een container zoals je zou verwachten in de zwaartekracht. Onderzoek wees uit dat hoewel het regelen van de vloeistofstroom in de ruimte moeilijk is, capillaire krachten, of het vermogen van een vloeistof om door een nauwe buis te stromen zonder de hulp van de zwaartekracht, zijn nog steeds aanwezig. Capillary Flow Experiment 2 breidt het vloeistoffysica-onderzoek dat tijdens CFE is uitgevoerd uit door het vermogen van vloeistof om zich in microzwaartekracht over een oppervlak te verspreiden, te onderzoeken. Resultaten van de capillaire stromingsexperimenten kunnen leiden tot efficiëntere vloeistofsystemen aan boord van toekomstige ruimtevaartuigen, en een beter begrip van capillaire krachten die aanwezig zijn in poreuze materialen zoals zand, bodem, wieken en sponzen.
• Onderzoekers gebruikten de gegevens die zijn verzameld tijdens het onderzoek naar de Constrained Vapor Bubble om een ​​beter begrip te krijgen van de fysica van verdamping en condensatie en hoe deze koelprocessen beïnvloeden. De resultaten van dit onderzoek hielpen bij de ontwikkeling van eenvoudige modellen voor bellenvorming, die zouden kunnen helpen bij de ontwikkeling van efficiëntere micro-elektronische koelsystemen.
• Het Eli Lilly Hard to Wet Surfaces-onderzoek bestudeert het vermogen van een materiaal om op te lossen in water terwijl het zich in microzwaartekracht bevindt, en kan licht werpen op waarom medicijnen minder effectief lijken in de ruimte in vergelijking met op aarde. De resultaten van dit onderzoek kunnen helpen bij het verbeteren van het ontwerp van tabletten die oplossen in het lichaam en leiden tot een efficiëntere medicijnafgifte op aarde en in de ruimte.
• Het Nucleate Pool Boiling Experiment gebruikte microzwaartekracht om bellengroei vanaf een verwarmd oppervlak en de daaropvolgende loslating van de bel aan een koelere omringende vloeistof te observeren. en het proces waarbij bellen warmte kunnen overbrengen door vloeistofstroom. De informatie die tijdens dit onderzoek is verzameld, kan leiden tot optimale apparatuur die wordt gebruikt om warmte over te dragen in ruwe omgevingen zoals de diepe oceaan, extreme kou en grote hoogten.
• Two-Phase Flow onderzoekt de warmteoverdrachtskarakteristieken van hoe vloeistoffen stromen bij het koken in omgevingen met microzwaartekracht. Warmte wordt normaal gesproken tijdens het kookproces verwijderd door vloeistof in damp te veranderen aan het verwarmde oppervlak, en die damp keert terug naar een vloeistof door middel van condensatie die blijft circuleren en een koelsysteem vormt. Vloeistof en bel gedragen zich in de ruimte heel anders dan op aarde, en dit onderzoek kan helpen om een ​​fundamenteel begrip te krijgen van het gedrag van bellenvorming, vloeistofdampstroom in een buis en hoe warmte wordt overgedragen in koelsystemen.

Ontworpen om een ​​breed scala aan onderzoeken te hosten, er zijn meerdere faciliteiten aan boord van het station voor het uitvoeren van vloeistoffysica-onderzoeken. Het Fluids Integrated Rack, het Fluid Science Laboratory, en de Fluid Physics Experiment Facility alle gastonderzoeken op gebieden zoals colloïden, bubbels, bevochtigen, capillaire werking en faseveranderingen.