ساخت یخچال مخصوص ماموریت‌های فضایی

از مزایای بی‌شمار آن که بگذریم، فضانورد بودن کار ساده‌ای نیست و قطعاً برای کسانی که بیش از حد به غذا علاقه دارند، مناسب نیست، چرا که منوی غذایی فضانوردان خیلی جامع نیست و بسیاری از غذاها را نمی‌توان در آن یافت. با این حال، فضانوردان از رژیم غذایی متنوعی برخوردار هستند که شبیه آنچه ما در زمین می‌خوریم است.

اما آنچه فضانوردان برای ماموریت‌های طولانی به ماه و فراتر از آن نیاز مبرم دارند، یخچال است. مشخص است که یخچال‌هایی که ما در خانه‌هایمان استفاده می‌کنیم برای کار در جاذبه صفر مناسب نیستند و نمی‌توانند به صورت وارونه کار کنند، همین امر یک طراحی جدید را می‌طلبد.

مهندسان دانشگاه "پردو"(Purdue) با همکاری مهندسان دو شرکت دیگر، در حال طراحی یخچالی هستند که در جاذبه صفر و در جهت‌های مختلف کار کند. طرح یخچال آنها در یک آزمایشگاه تحقیقاتی دارای قابلیت ایجاد شرایط بی‌وزنی آزمایش می‌شود و با توجه به داده‌های حاصل، تیم مشخص می‌کند که آیا این طرح برای فضا آماده است یا خیر.

این یخچال در صورت کامل شدن و موفقیت، غذاهای ماندگارتر و مقوی‌تری را به فضانوردان در سفرهایشان به سیارات دیگر ارائه می‌دهد. این امر به ویژه از آنجا که غذای کنسرو شده و خشک که فضانوردان در حال حاضر می‌خورند، فقط حدود سه سال ماندگاری دارد، بسیار مهم است.

این پروژه با حمایت مالی از برنامه تحقیقات نوآوری در مشاغل کوچک(SBIR) ناسا با هدف تأمین غذای فضانوردان راه‌اندازی شده است که می‌تواند پنج تا شش سال به طول بیانجامد.

پروفسور "اکهارد گرول" رئیس دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه "پردو" گفت: فضانوردان باید غذای با کیفیت‌تری داشته باشند و بتوانند از آن استفاده کنند. از همین رو است که اهمیت یخچال نمایان می‌شود. اما یخچال هنوز هم یک فناوری نسبتاً جدید برای فضا است.

فضانوردان ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) در حال حاضر از سیستم‌های خنک کننده برای انجام آزمایش‌ها و ذخیره نمونه‌های بیولوژیکی استفاده می‌کنند، در حالی که این یخچال‌ها انرژی بیشتری نسبت به زمین مصرف می‌کنند. اکنون تیم "پردو" یک نمونه اولیه از یک یخچال جدید ساخته است که طی یکی از سه آزمایش برنامه‌ریزی شده برای آن، به این ایستگاه فضایی فرستاده خواهد شد.

"لئون برندل" دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک در دانشگاه "پردو" گفت: هنگامی که من کار خود را روی این پروژه آغاز کردم، خیلی مشخص نبود که چه مشکلاتی وجود دارد، زیرا در گذشته آزمایش‌های برودتی فشرده سازی بخار در شرایط ریزگرانش وجود نداشته است. در یک یخچال معمولی، جاذبه به حفظ مایع و بخار در محلی که قرار است باشند، کمک می‌کند. به همین ترتیب، سیستم روانکاری روغن درون کمپرسور یخچال هم مبتنی بر جاذبه عمل می‌کند. این در حالی است که طراحی فناوری یخچال برای کار در فضا نیاز به تغییر اساسی در کل این سیستم برای کار در شرایط ریزگرانش دارد.

از آنجا که محیط بدون جاذبه بر جریان روغن در سراسر یخچال تأثیر می‌گذارد، یک کمپرسور بدون روغن توسط مهندسان این تیم تولید شد.

مهندسان دو نمونه دیگر ساخته‌اند و آنها به طور گسترده آزمایش خواهند شد تا ببینند آیا راه حل‌های مورد استفاده برای ماموریت‌های فضایی به اندازه کافی قابل اعتماد هستند یا نه. این آزمایشات شامل نسخه بزرگتری از یک نمونه اولیه با حسگرهایی برای اندازه‌گیری اثرات جاذبه زمین بر چرخه‌های فشرده سازی بخار است.

این آزمایش‌ها بسیار مهم هستند، زیرا در صورت موفقیت، راه را برای استفاده فضانوردان از یخچال‌های قابل اطمینان در فضا باز می‌کنند.

"گرول" گفت: در طول دو سال گذشته این پروژه پیشرفت‌های چشمگیری داشته است. اگر پروازهای برنامه‌ریزی شده آنطور که تصور می‌کنیم بررسی و ثابت کنند که سیستم ما در شرایط ریزگرانش کار می‌کند، فقط دو سال با داشتن یک یخچال در پروازهای فضایی فاصله خواهیم داشت.