DGLR-News Meldung

02.07.2019 - Rubrik: Wirtschaft/Technik

RUBI - eine "Dampfmaschine" für die ISS

Eine "Dampfmaschine" der besonderen Art wird mit dem nächsten Versorgungsflug (CRS-18) von Cape Canaveral, Florida, zur Internationalen Raumstation ISS gebracht. Das Fluid-Science-Experiment RUBI (Reference mUltiscale Boiling Investigation), von Airbus für die europäische Weltraumorganisation ESA entwickelt und gebaut, beschäftigt sich mit den Grundlagen des Siedens von Flüssigkeiten. ESA-Astronaut Luca Parmitano soll RUBI im Rahmen seiner fünfmonatigen "Beyond"-Mission (von Juli bis Dezember 2019) im Columbus-Modul der ISS installieren. Betrieb und Kontrolle des Fluid-Experiments erfolgen dann vom belgischen Wissenschafts- und Kontrollzentrum B-USOC in Brüssel aus.

Bild: Airbus S.A.S.

RUBI wird die Phänomene des Phasenübergangs und Wärmetransports beim Verdampfen von Flüssigkeiten in mikroskopischen und makroskopischen Dimensionen untersuchen. Kernelement von RUBI ist eine mit Flüssigkeit gefüllte Zelle, die thermoelektrisch beheizt und gekühlt werden kann. Auf einem metalbeschichteten Glasheizer wird dann mit Hilfe eines Lasers der Siedevorgang ausgelöst. Hochauflösende Kameras beobachten das Entstehen und Wachsen der Dampfblasen sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Spektralbereich mit bis zu 500 Bildern pro Sekunde. So entsteht ein dreidimensionales Abbild der Blasengeometrie und der Temperaturverteilung am Heizer, das den Wissenschaftlern die genaue Bestimmung der Verdampfungsbedingungen und Wärmestromdichten ermöglicht. Der Siedeprozess kann mit Hilfe einer Hochspannungselektrode (bis zu 15.000 Volt) und eines einstellbaren Konvektionsstromes gezielt beeinflusst werden.

Auf der Erde - unter Einfluss der Schwerkraft - entstehen nur kleine Blasen, die sich schnell von der Heizfläche ablösen und andere physikalische Effekte stark maskieren. Die Wissenschaftler wollen ihre numerischen Modelle des Siedeprozesses mit Versuchsreihen unter Schwerelosigkeitsbedingungen und entsprechenden Referenztests auf der Erde optimieren. Das könnte dazu beitragen, künftig effizientere und umweltschonendere Hausgeräte (Herde, Heizungen) und Wärmetauscher für industrielle Fertigungsprozesse zu bauen.

Eine besondere Herausforderung für das von Airbus angeführte Industrieteam war es unter anderem, RUBI in einem weltraum-kompatiblen Maß eines "Schuhkartons" (40 x 28 x 27cm) bei nur 34 Kilogramm Gewicht unterzubringen. Zum Vergleich: Ein irdischer Laboraufbau hätte etwa die Größe eines Kleiderschrankes (2 x 1 x 1m) und würde rund 300 Kilogramm wiegen.

Quelle: https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/de/2019/07/rubi--full-steam-ahead-for-the-iss.html