چالش های نوین در تحقیقات فضایی: دینامیک های جدید در مخلوط های شیمیایی

تیمی از محققین از مؤسسه تحقیقاتی هلمهولتز-زنتروم درسدن-روسندورف (HZDR) و دانشگاه‌های سگد (مجارستان) و لیبر دو بروکسل (بلژیک) با انجام آزمایش‌هایی در شرایط بی‌وزنی، شکاف موجود در مدل‌های دینامیک‌های ترکیبی مواد شیمیایی را پر کرده‌اند. این تحقیق که نتایج آن به تازگی در مجله Nature npj Microgravity منتشر شده، اولین مرحله‌ی برخورداری از شناخت دقیق‌تر را برای توصیف تأثیرات مهم ترکیبی که در حوزه‌های مختلف از جمله شیمی، فیزیک و حتی اقتصاد و زبان‌شناسی کاربرد دارند، فراهم می‌کند.

ترکیب واکنش و جریان چگونه مدل‌سازی می‌شود؟

مشکلی که تا کنون موجب دشواری در آزمایش‌های واقعی شده بود، تأثیرات گرانش و تداخل آن با اثرات بویزی بود. برای جداسازی این مشکلات، محققین از بی‌وزنی در پرواز یک راکت صوتی استفاده کردند. راکت TEXUS-57 از مرکز فضایی اسرانژه در شرق کیرونا در سوئد پرتاب شد و به ارتفاع ۲۴۰ کیلومتری رسید که حالت تقریباً کامل بی‌وزنی را برای نزدیک به ۶ دقیقه ایجاد کرد.

درک جدید از فیزیک جریان در حالت بی‌وزنی

قبل از این، پراکندگی تیلور-آریس که بر اساس مدل‌های نظری در دهه ۱۹۵۰ برای درک انتقال مواد حل شده و واکنش‌گرهای منتشر شونده پایه‌گذاری شده بود، تحت تأثیر بویزی در زمین بود. اما اکنون، تجربه‌ها نشان داده که این پراکندگی بدون دخالت گرانش می‌تواند رفتار اردوگاه خاصی داشته باشد و حتی نتایج بهینه‌تری نسبت به آزمایش‌های پیشین داشته باشد.

کاربردها و راه‌حل‌های آتی

این دانش به تیم محترم کمک می‌کند تا در آینده برای طراحی رآکتورهای نوآورانه و تولید هدفمند مواد، پیش‌بینی‌های دقیق‌تری انجام دهند. این می‌تواند به کارآمدی بیشتر در صنایع مختلف و حتی در فضاپیماها کمک کند.