Veel vermogen betekent veel warmte.

De toekomstige missies van NASA om de maan en Mars te verkennen, zullen enorme hoeveelheden elektrische stroom en hardware nodig hebben om astronauten te ondersteunen en nieuwe technologieën aan te drijven. Deze toename van het vermogen, echter, verhoogt ook de hoeveelheid gegenereerde warmte - en dan moet die warmte worden verwijderd zodat alle ruimtevaartuigsystemen kunnen functioneren.

Om warmte efficiënt te verwijderen en de massa van het koelsysteem te verminderen, NASA onderzoekt nieuwe methoden om warmte in de ruimte over te brengen. Een van de meest effectieve methoden om warmte uit de bron te verwijderen, is koken met stroming, een tweefasenproces waarbij de warmte wordt gebruikt om een ​​bewegende vloeistof te koken totdat deze in een damp verandert en die damp vervolgens van de bron wegstroomt.

De warmte kan ook worden overgedragen door een bewegende damp terug in een vloeistof te veranderen in een proces dat stroomcondensatie wordt genoemd. Tweefasige warmteoverdrachtsystemen, zoals koelkasten, zijn zeer effectief hier op aarde, maar er is meer onderzoek nodig om te begrijpen hoe ze zullen functioneren in microzwaartekracht.

"Omdat een vloeistof/damp-mengsel en interface zich anders gedragen in de ruimte, wetenschappers moeten onderzoeken hoe koken en condensatie veranderen in microzwaartekracht en de gegevens verkrijgen die nodig zijn om toe te passen wat we hebben geleerd om toekomstige warmteoverdrachtsystemen te ontwerpen, " zei NASA Glenn Research Center-ingenieur Nancy Hall.

Hall is de projectmanager voor het Flow Boiling and Condensation Experiment, of FBCE, die in augustus zal worden gelanceerd naar het internationale ruimtestation, aan boord van de Northrop Grumman Cygnus-vlucht NG-16.

Gebouwd en getest bij NASA Glenn in Cleveland, FBCE zal verschillende experimenten uitvoeren op het ruimtestation om stromingskoken en condensatie in microzwaartekrachtomstandigheden te onderzoeken. Dit onderzoek is een gezamenlijke inspanning van Glenn en het Purdue University Boiling and Two-Phase Flow Laboratory, gefinancierd door de afdeling Biologische en Exacte Wetenschappen van de NASA Science Mission Directorate.

"Als het gaat om microzwaartekrachtcondensatie en stroomkokende warmteoverdracht, gegevens en modellen zijn uiterst beperkt, " zei Monica Guzik, FBCE hoofdingenieur. "Dit experiment is van cruciaal belang voor toekomstige NASA-missies die meer efficiëntie vereisen dan de huidige enkelfasige systemen."

De FBCE bestaat uit zeven dozen, of modulen. Deze modules zijn verbonden door kabels voor datacommunicatie en elektrische voeding. Vijf van de modules zijn verbonden met flexibele slangen om circulatie van de vloeistoffen mogelijk te maken bij de uiteindelijke integratie. Zodra de hardware op het ruimtestation staat, astronauten zullen de FBCE integreren in het Fluids and Combustion Facility Fluids Integrated Rack. Na het passeren van de operationele gereedheidsbeoordelingen, FBCE zal naar verwachting later dit jaar operationeel worden. Het experiment zal vervolgens worden uitgevoerd en gecontroleerd door medewerkers in Glenn's Telescience Support Center.

"Ons team heeft 10 jaar besteed aan de ontwikkeling van dit experiment, "zei Hall. "FBCE is de eerste hardware voor ruimtevluchten van deze complexiteit die in 20 jaar bij NASA Glenn in eigen huis is gebouwd."