Un design de réfrigérateur spatial prometteur

Les chercheurs ne sont pas les premiers à tenter de construire un réfrigérateur comme ceux utilisés sur Terre pour les missions spatiales, mais ils sont parmi les rares à avoir essayé depuis que les astronautes ont marché sur la lune en 1969. Même si des expériences de réfrigérateur ont déjà été dans l'espace, soit ils n'ont pas très bien fonctionné, soit ils ont fini par tomber en panne.

En pratique, la conception du réfrigérateur refroidirait les aliments grâce à un cycle de compression de vapeur, similaire au processus qu'un réfrigérateur typique utilise sur Terre, mais sans besoin d'huile. Avoir un cycle de compression de vapeur sans huile élimine les problèmes liés au fait que l'huile ne s'écoule pas là où elle devrait en apesanteur.

Le prototype de l'équipe a à peu près la taille d'un micro-ondes, idéal pour s'intégrer potentiellement dans les systèmes de racks de la Station spatiale internationale, Racks EXPRESS, qui stockent les charges utiles des expériences de recherche. Air Squared a construit le prototype et le compresseur sans huile à l'intérieur, qui agit comme le cœur du réfrigérateur.

Les expériences de l'équipe visaient à tester une hypothèse commune selon laquelle pousser le liquide réfrigérant à travers un cycle de compression de vapeur à une vitesse plus élevée réduirait les effets de la gravité sur les performances du réfrigérateur. Une analyse détaillée des données montrera si la contrainte de ces vitesses d'écoulement élevées et la forte perte de charge qu'elles créent peuvent être levées, ce qui pourrait améliorer les performances du réfrigérateur en économisant de l'énergie.

Deux expériences construites par des chercheurs de Purdue ont volé avec l'expérience prototype pour évaluer comment la microgravité affectait les performances de la conception et sa sensibilité aux inondations de liquide. Whirlpool Corporation a fourni des composants pour les expériences de réfrigérateur ainsi que l'expertise sur la façon d'intégrer ces composants, exécuter les expériences et emballer le prototype d'une manière qui répondrait aux exigences d'une utilisation dans un environnement de microgravité à long terme tel que la Station spatiale internationale.

Tester un réfrigérateur pour l'espace alors qu'il était encore sur Terre

Avant les vols, Les chercheurs de Purdue ont montré à travers l'une des expériences qu'un cycle de compression de vapeur sans huile peut fonctionner dans différentes orientations, même à l'envers. Si un réfrigérateur peut fonctionner dans n'importe quelle position, les équipes spatiales n'auraient pas à se soucier de s'assurer que le réfrigérateur est à l'endroit à un atterrissage.

"Le fait que les cycles de réfrigération aient fonctionné en continu en microgravité pendant les tests sans aucun problème apparent indique que notre conception est un très bon début, " dit Léon Brendel, un doctorat Purdue. étudiant en génie mécanique. "Notre première impression est que la microgravité ne modifie pas le cycle d'une manière dont nous n'avions pas conscience lorsque nous avons testé les effets de la gravité sur la conception du réfrigérateur au sol en le faisant pivoter et en l'inclinant."

Groll, Brendel et Paige Beck, un Purdue junior spécialisé en génie mécanique, mené les expériences sur les vols, ainsi que des membres de l'équipe d'Air Squared et de Whirlpool Corporation. Pour chaque vol, l'avion a effectué 30 paraboles dont martienne, gravité lunaire et micro.

"Flotter avec les expériences, c'est un peu comme nager, sauf que vous n'avez pas de résistance autour de vous et que vous devez travailler pour obtenir les données en même temps. C'était assez amusant, mais je devais me rappeler de ne pas devenir arrogant, " dit Beck, qui avait le défi de se tenir en place pour collecter des données d'une expérience à intervalles réguliers et simultanément enregistrer ses actions dans un microphone.

D'autres tâches difficiles impliquaient de changer rapidement les paramètres entre les paraboles ou de tourner légèrement une vanne à pointeau tout en flottant.

"Parfois j'étais trop lent. Mais on apprend au fur et à mesure, et nous avons réussi à obtenir les données dont nous avions besoin, " a déclaré Brendel.

L'équipe terminera l'analyse des données dans les semaines à venir.