طلاب شتوتغارت يختبرون أنظمة مضخات مبتكرة في حالة انعدام الوزن

طلاب شتوتغارت يختبرون أنظمة مضخات مبتكرة في حالة انعدام الوزن

الطلاب في جامعة شتوتغارت على وشك الوصول إلى ذروة مثيرة في أبحاثهم في مجال السفر إلى الفضاء. ويتخصص الفريق في اختبار أنظمة المضخات القائمة على السوائل الممغنطة والتي سيتم اختبارها في حالة انعدام الوزن. ستجرى هذه الاختبارات خلال الإطلاق القادم لصاروخ السبر REXUS المقرر في الفترة من 10 إلى 15 مارس 2025 من الميناء الفضائي الأوروبي في إيسرانج. وتعتمد تواريخ البدء الدقيقة على الطقس، لكن الاستعدادات تسير على الطريق الصحيح، كما يؤكد مدير المشروع يوهانس شوبرت.

في 3 مارس، ذهب الفريق إلى السويد لإجراء الاستعدادات النهائية. وقد ضمن اختبار شاكر في بريمن سابقًا أن جميع مجموعات الجامعات المشاركة كانت قادرة على اختبار تجاربها في ظل ظروف قاسية. أثناء الرحلة على ارتفاع حوالي 90 كيلومترًا، يكون لدى الطلاب نافذة زمنية مدتها ثلاث دقائق لإجراء اختباراتهم. سيتم إجراء التقارير المباشرة عبر قناة Instagram التابعة لجامعة شتوتغارت للسماح للمهتمين بالمشاركة في الحدث.

بحث عن السوائل الممغنطة في انعدام الوزن

كجزء من المشروع الذي يحمل عنوان "دراسة تطبيق الموائع الممغنطة" (FerrAS)، يقوم الطلاب بالبحث في أداء أنظمة المضخات المعتمدة على الموائع الممغنطة في الفضاء. والهدف من ذلك هو إثبات أن هذه التقنيات أقوى وتتطلب صيانة أقل من أنظمة الضخ الميكانيكية التقليدية، والتي غالبًا ما تكون عرضة للأعطال بسبب تعقيدها. يعد فريق FerrAS واحدًا من ثمانية فرق أوروبية في برنامج REXUS/BEXUS، ويجري تجاربه لأول مرة على ارتفاع حيث يوجد انعدام الوزن، والذي كان هدفًا بحثيًا رئيسيًا منذ تأسيس معهد أنظمة الفضاء (IRS) في عام 2017.

تتنوع تحديات نقل السوائل في الفضاء. بالإضافة إلى أنظمة المضخات المبتكرة، يقوم الفريق باختبار خليط من الإيثانول والماء كسائل عمل. سيتم وضع حاوية مغلقة من مشروب شتوتغارت الكلاسيكي على متن الطائرة كسائل مرجعي. يرمز هذا الاختيار إلى العلاقة المثيرة للاهتمام بين الخصائص الإقليمية والأبحاث المتطورة.

اختبار مفاهيم المضخة الجديدة

يقوم مشروع FerrAS باختبار تصميمين جديدين للمضخة: مضخة الإزاحة الإيجابية والمضخة الخطية. تستخدم مضخة الإزاحة الإيجابية مغناطيسًا مطليًا بالسوائل الممغنطة يتم التحكم فيه بواسطة مغناطيس كهربائي خارجي. يقلل هذا التصميم من التآكل الميكانيكي ويساهم في كفاءة النظام. من ناحية أخرى، تستخدم المضخة الخطية خزان السوائل الممغنطة الذي يتم تثبيته بواسطة مغناطيس دائم. تخلق المغناطيسات الكهربائية موجة مغناطيسية في السائل الممغنط، والتي تحرك وسط عمل غير مغناطيسي وتتيح التحكم الدقيق في الموضع.

وقد قدمت المشاريع السابقة مثل PAPELL 2018 وتجربة FARGO التي أجريت العام الماضي بالفعل رؤى مهمة. واستخدمت هذه التجارب للتحكم في حركات السوائل الممغنطة في الجاذبية الصغرى ولاختبار الأنظمة على محطة الفضاء الدولية.

ومن خلال الاختبارات القادمة، يأمل فريق FerrAS في تحقيق تطور رائد في كفاءة وموثوقية أنظمة النقل السائل في الفضاء، مما قد يفتح المجال لتطبيقات بعيدة المدى في السفر إلى الفضاء.