Taza de café de gravedad cero para el espacio

El comportamiento de los fluidos es una de las cosas menos intuitivas en todos los vuelos espaciales

Muy por encima de nuestro planeta en el ámbito de los satélites y estaciones espaciales no se aplican las normas habituales de la Tierra. El cielo del mediodía es tan negro como la noche. No hay arriba ni abajo. Los objetos no caen, y el aire caliente no sube. Sin embargo, de todas las cosas extrañas que suceden allí es posible que lo más extraño suceda con el café. El profesor de Física Marcos Weislogel de la Universidad Estatal de Portland ha dado en el espacio muchas vueltas al café (y a otros líquidos), y describe lo que sucede: "Para empezar", dice, "sería una gran tarea conseguir poner el café en la taza. Ante la ausencia de la fuerza de gravedad, verter líquidos puede ser muy difícil". "Pero, por el bien del argumento, vamos a suponer que usted está en la estación espacial y toma una taza de café en la mano. Lo más natural sería inclinar la taza hacia sus labios, pero cuando lo hace... "El café sería muy difícil de controlar", continúa. "De hecho, probablemente no saldrá de la taza. Habría que agitar la taza hacia la cara con la esperanza de que parte del líquido caliente se desprenda y flote hacia la boca".

En el lado positivo, es probable que se esté bien despierto en el momento en que la taza está vacía. El café no es el único líquido que se comporta mal en el espacio. Combustibles, refrigerantes criogénicos térmicos, agua potable y orina también lo hacen. El comportamiento de los fluidos es una de las cosas menos intuitivos en todos los vuelos espaciales. Esto plantea un desafío extremo para los ingenieros que diseñan sistemas de la nave que utilizan fluidos. "Nuestra intuición es un error", se lamenta Weislogel. "Cuando se trata de adivinar lo que van a hacer los fluidos en los nuevos sistemas, a menudo nos encontramos en la oscuridad". Para desarrollar una mejor comprensión de los fluidos en condiciones de microgravedad, Weislogel y sus colegas están llevando a cabo el experimento de flujo capilar a bordo de la Estación Espacial Internacional. Por ejemplo, uno de los dispositivos en su experimento se ve en "esquinas interiores". Si dos superficies sólidas se encuentran, lo suficiente, en un ángulo estrecho los fluidos en condiciones de microgravedad, naturalmente fluyen a lo largo de la unión-no de bombeo necesaria. Este efecto capilar podría ser utilizado para guiar a todos los tipos de fluidos a través de la nave espacial, desde el combustible criogénico al agua de desecho reciclada. El fenómeno es difícil de estudiar en la Tierra, donde se amortigua por la gravedad, sin embargo, en la Estación Espacial grandes flujos de "esquina interior" son fáciles de crear y observar. Como resultado de su trabajo, Weislogel y sus colegas ya han concedido tres patentes para dispositivos inventados. Uno es para un intercambiador de calor de condensación de microgravedad. Otro describe un dispositivo que separa y controla fluidos de fase múltiple. La tercera patente es de - usted lo adivinó - una taza de café de baja gravedad. El astronauta Don Pettit, quien trabajó con el experimento de flujo capilar durante su estancia a bordo de la ISS, ayudó a inventar la copa, y él comparte la patente junto con Weisogel y dos matemáticos, Paul Concus y Robert Finns, que realizó el primer análisis teórico del fenómeno. Básicamente, un lado de la taza tiene una esquina aguda interior. En el entorno de microgravedad de la estación espacial, las fuerzas capilares envian el fluido que fluye a lo largo del canal de la derecha en los labios de la persona que bebe. "Mientras disfrutas, sigue llegando más fluido, y se puede disfrutar de un café en un ambiente sin gravedad hasta la última gota", dice Pettit. "Está bien y puede ser que los futuros colonos espaciales la usen cuando quieran tener una celebración". En efecto, la solicitud de patente menciona específicamente "brindar" como uno de los usos del dispositivo. Es fácil imaginar lo que podría ser "brindar": baños y aires acondicionados y tanques de combustible y sistemas de reciclaje trabajando mejor gracias a los experimentos de flujo capilar en la ISS.