Australië heeft nu een ruimteagentschap, en onze federale en Zuid-Australische regeringen willen een welvarende ruimtevaartindustrie laten groeien om de productiviteit en werkgelegenheid te stimuleren.

De uitdaging voor Australië is om een ​​niche te vinden in de groeiende wereldwijde race om de ruimte te commercialiseren.

Ik stel voor dat we ons concentreren op experimenten met microzwaartekracht.

Allereerst, laten we de definitie van microzwaartekracht goed krijgen.

Micro betekent heel klein, dus de term microzwaartekracht wordt door elkaar gebruikt met "Zero-G" of nul zwaartekracht.

Als je video's hebt gezien van mensen die drijven aan boord van een vliegtuig dat bekend staat als de 'braakselkomeet', ze zijn in microzwaartekracht. Dat betekent niet dat er geen zwaartekracht is; het betekent dat ze in vrije val zijn.

Het is dezelfde sensatie die je misschien hebt gevoeld in een pretpark, of in een snel bewegende lift wanneer uw maag omhoog gaat.

Objecten in vrije val vallen allemaal met dezelfde snelheid naar iets toe. Dus in de braakselkomeet:het vliegtuig, de mensen en alles binnenin vallen allemaal met dezelfde snelheid naar de grond.

Een bolvormige vlam

Microzwaartekrachtonderzoek maakt gebruik van die vrije valconditie om wetenschappelijke experimenten uit te voeren. Het is vooral interessant om dit te doen omdat de meeste systemen die we goed begrijpen zich gewoonlijk anders gedragen in microzwaartekracht.

Bijvoorbeeld, op aarde ziet de vlam van een geslagen lucifer eruit als een omgekeerde traanvorm en is oranje. In microzwaartekracht, diezelfde vlam is bolvormig en blauw van kleur. Dit komt omdat warmteoverdracht bij microzwaartekracht heel anders is dan bij normale zwaartekracht.

We leren op school dat warmte stijgt:hierdoor wordt de lucifersvlam naar boven gericht - alle warmte in de vlam stijgt naar boven.

In microzwaartekracht, warmte stijgt niet. Het blijft precies waar het is. Dus de vlam in microzwaartekracht houdt zijn warmte gefocust rond de lucifer en brandt veel heter, daarom lijkt het blauw.

Door deze eenvoudige processen te begrijpen, kunnen wetenschappers en ingenieurs apparatuur ontwerpen voor gebruik in ruimtevaartuigen, die de hele tijd microzwaartekracht ervaren.

Experimenten bij microzwaartekracht

Er vinden momenteel meer dan 300 experimenten plaats aan boord van het internationale ruimtestation, waardoor het het grootste wetenschappelijke laboratorium buiten de wereld is. Van biotechnologie tot aard- en ruimtewetenschap, en van natuurkunde tot menselijk onderzoek, we ontdekken voortdurend nieuwe dingen over onze wereld door experimenten in microzwaartekracht.

wetenschappelijk, dergelijke experimenten hebben grote waarde. Bijvoorbeeld, kristalvormen van een eiwit dat betrokken is bij de ziekte cystische fibrose - een levensbedreigende longziekte veroorzaakt door een genetische mutatie - kunnen worden gekweekt in microzwaartekracht. Zonder de effecten van de zwaartekracht, de kristallen worden veel groter en met een hogere zuiverheid. Onderzoekers kunnen deze "superkristallen" gebruiken om de eiwitstructuur te bepalen, en de geneesmiddelen die momenteel worden gebruikt voor de behandeling van cystische fibrose te verbeteren. Efficiëntere geneesmiddelen verminderen de behoefte aan langdurig laboratoriumonderzoek en -ontwikkeling en verbeteren de kwaliteit van leven van patiënten.

Gegevens uit waarnemingen van hoe vloeibare metalen stollen in microzwaartekracht zijn gebruikt om de manier waarop we turbinebladen op aarde gieten te veranderen. Veranderingen in deze modellen en processen hebben geleid tot de fabricage van lichtere en sterkere bladen voor vliegtuigmotoren. Lichtere vliegtuigen leiden tot een lager brandstofverbruik en dus minder uitstoot van broeikasgassen, wat resulteert in lagere vliegtickets naar de consument.

Kans voor Australië

Australië heeft weinig betrokkenheid bij het internationale ruimtestation en we hebben geen Zero-G-vliegtuig. We moeten dus kijken naar andere soorten microzwaartekrachtplatforms om onderzoek te doen.

Tot de jaren 70 lanceerden we sonderingsraketten vanaf Woomera, Zuid-Australië, maar als verdedigingsproject stopten die vluchten toen andere landen zich terugtrokken.

Een sondeerraket wordt zo genoemd van "sonda, ' het Latijnse woord voor 'sonde' - het is een raket die metingen doet.

In 2019 hield de Australian Youth Aero Association de inaugurele Australian Universities Rocket Competition om nieuwe mogelijkheden op het gebied van sondeerrakettechnologie in Australië te vergroten.

De raket lanceert met een snelle versnelling die enkele seconden duurt. Nadat de motor alle brandstof heeft verbruikt, de raket tekent een enorme boog af in de lucht, waar alles binnenin zwaartekrachtloos is voordat het weer op aarde valt.

Omdat we de raket alleen in vrije val nodig hebben om microzwaartekracht te bereiken, de raket hoeft niet eens de ruimte in om het experiment uit te voeren.

Dit groeiende aantal microzwaartekrachtplatforms dat beschikbaar is in Australië, biedt wetenschappers een nieuwe omgeving om experimenten uit te voeren.

Kosten versus risico

Door studenten gebouwde raketten zijn goedkoop, maar modelraketten is ook risicovol, en niet ideaal voor nauwkeurige wetenschappelijke metingen. Als de veiligheidsparachute niet wordt ingezet, de raket riskeert een ballistische landing, de raket en alles aan boord vernietigen - inclusief dat waardevolle wetenschappelijke experiment.

Veel landen hebben actief klinkende raketprogramma's die gebruik maken van betrouwbare raketten die regelmatig worden gelanceerd naar hoogten ver boven de 100 km, de grens die luchtvaart scheidt van ruimtevaart en de algemeen aanvaarde "rand van de ruimte".

In Australië, Equatorial Launch Australia (ELA) werken samen met The Gumatj Corporation Limited, Ontwikkeling van East Arnhem Limited en de Northern Territory Government om de eerste ruimtehaven van Australië te bouwen.

De locatie in het Northern Territory is zo ver gevorderd dat NASA onlangs heeft aangekondigd dat ze met ELA zouden samenwerken om in 2020 sondeerraketten in de suborbitale ruimte te lanceren vanuit het Arnhem Space Center.

Dankzij de nabijheid van Noord-Australië tot de evenaar en expertise op het gebied van grondstationgebruik, Australië heeft de kans om een ​​niche te veroveren in het lanceren van sondeerraketten om microzwaartekrachtonderzoek uit te voeren.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.