Vloeistof stroomt bergafwaarts - tenminste op aarde. Vloeistofbeweging wordt veel gecompliceerder in de ruimte, en dat schept uitdagingen voor systemen die afhankelijk zijn van het rondpompen van vloeistoffen voor thermische controle, motor drijfgassen en andere functies.

Een onderzoek aan boord van het International Space Station bestudeert bewegende vloeistoffen met de kracht van magneten in plaats van pompen met mechanische bewegende delen. Ferrofluids bevatten kleine ijzeroxidedeeltjes die gemagnetiseerd kunnen worden. Voor het PAPELL-experiment, onderzoekers gebruiken een elektromagnetisch veld om deze ferrovloeistoffen in verschillende omstandigheden te manipuleren en te verplaatsen. Camera's en sensoren bewaken de beweging van de vloeistoffen over roosters van elektromagneten en door leidingen.

"Mechanische componenten vormen altijd een risico op falen, een probleem dat moet worden vermeden tijdens ruimtemissies, vooral lange, " zegt Franziska Hild, een van het team van 30 studenten van de Small Satellite Student Society (KSat e.V.) van de Universiteit van Stuttgart die het onderzoek heeft ontwikkeld en uitvoert. "Gebruik van een niet-mechanische pomp verlengt de levensduur van het systeem, waardoor het gebruik ervan op lange termijn missies voor thermische of drijfgas management."

Betrouwbaar, efficiënt pompen en andere vloeistoftransporttaken zijn bijzonder belangrijk bij het ontwerp van ruimtevoertuigen van de volgende generatie. Het vermogen om vloeistoffen soepel van de ene plaats naar de andere te verplaatsen in microzwaartekracht zou veel potentiële rimpels bij ruimteverkenning kunnen elimineren.

Het exacte gedrag van een vloeistof onder magnetische invloed in microzwaartekracht maakt deel uit van het onderzoek, voegt Manfred Ehresmann toe, een andere van de rechercheurs. "Momenteel, we zijn er niet zeker van of microzwaartekracht de prestaties van de magnetische pomp zal verhogen of verlagen. Gemakkelijkere beweging in microzwaartekracht kan de beweeglijkheid van individuele druppeltjes bevorderen, of ons manipulatievermogen belemmeren door de afstanden tot de elektromagneten te vergroten."

Naast het bevorderen van de technologie voor het ontwerp van deze nieuwe klasse pompen in de ruimte, PAPELL kan helpen bij het oplossen van andere problemen met vloeistoftransport in de ruimte, zegt onderzoeker Kira Grunwald. Een slijtvaste, trillingsarm, en onderhoudsarm pompsysteem zou de prestaties en verwachte levensduur van ruimtestations kunnen verbeteren, satellieten en ruimtetelescopen.

Pompen die weinig onderhoud vergen en een langere levensduur hebben, hebben ook veel potentiële toepassingen op aarde, zoals voor het oppompen van water in afgelegen gebieden. Het lagere geluidsniveau van magnetische pompen verbetert ook de veiligheid en het comfort op de werkplek, zowel in de ruimte als op de grond.

Dit onderzoek werd gesponsord door het ISS National Lab, die wordt beheerd door het Center for the Advancement of Science in Space (CASIS). Het experiment maakt gebruik van een NanoLab-platform in een NanoRacks-module aan boord van het ruimtestation.