Научно – образовательная демонстрация диффузионных процессов в жидких средах в условиях невесомости (ДИФФУЗИЯ)

Постановщик(и)

Автономная некоммерческая организация Международный учебно-научный центр «Космос», научный руководитель КЭ: , заведующий кафедрой 601 МАИ, доктор технических наук, член-корреспондент РАН.

Экспедиции КЭ готовится к проведению

Область исследования - космическое образование

Объектом исследования в КЭ «Диффузия» являются цветные пробы и растворы для демонстрации процессов диффузии в условиях невесомости, которые проходят в сосудах экспериментальной камеры из состава научной аппаратуры «Диффузия». В трех сосудах экспериментальной камеры содержатся исследуемые жидкости с различными свойствами.

Рис.1 Схема научной аппаратуры «Диффузия» при выполнении сеансов с демонстрацией методов концентрационной и тепловой (с прогревом концентрационной зоны) диффузии

Перед началом эксперимента экипажу необходимо в экспериментальную камеру в сосуды с жидкой средой ввести цветные пробы различных жидкостей для образования участков разнородного состава (концентрационных зон). Поведение во времени границ этих зон является предметом наблюдения и фоторегистрации, которую необходимо в течение сеанса периодически выполнять с помощью цифрового фотоаппарата. В некоторых сеансах КЭ предусмотрен локальный прогрев концентрационных зон.

Место проведения КЭ – обитаемые отсеки РС МКС.

В эксперименте необходимо использование привлекаемого оборудования, имеющегося на РС МКС:

- из состава комплекта НА «Физика-Образование» - укладки "Комплект принадлежностей";

- из состава КСПЭ - цифрового фотоаппарата NIKON D2X, видеокамеры (камкордер SONY HVR-Z1J), переносного светильника СПР-1К, кронштейнов УПК LIV/106/20 для фиксации светильника и оборудования НА «Диффузия», например, на поручне стены отсека СМ.

Рабочие условия – нормальные параметры окружающей среды. Особых требований к параметрам окружающей среды не предъявляется.

Исследование и демонстрация на борту РС МКС концентрационной и тепловой диффузии в жидкой среде в условиях невесомости и проведение сравнительного анализа полученных результатов с расчетно-теоретическими данными.

Использование результата эксперимента на Земле

Полученный экспериментальный материал планируется использовать в научно - образовательных целях учебного процесса курса физики в средней и высшей школе в качестве демонстрационного, а также предусматривается проведение сравнительного анализа полученных экспериментальных данных с данными, полученными расчетно-теоретическим путем.

Использование результатов эксперимента для освоения космоса

Результаты исследования концентрационной и тепловой диффузии в жидкой среде в условиях невесомости и проведение сравнительного анализа полученных результатов с расчетно-теоретическими данными могут быть использованы при разработке перспективных систем терморегулирования космических аппаратов

Результаты

В результате проведение эксперимента предполагается достижение следующих результатов:

- демонстрация процесса концентрационной диффузии в условиях невесомости в жидких средах с различными свойствами;

- демонстрация процесса тепловой диффузии в условиях невесомости в жидких средах с различными свойствами;

- проведение фоторегистрации хода различных видов диффузионных процессов;

- исследование скорости и особенностей развития и протекания диффузионных процессов в отсутствие действия сил плавучести;

- проведение сравнительной оценки полученных экспериментальных данных о диффузионных процессах, происходящих без влияния физических факторов гравитационной природы, с расчетно-теоретическим данными;

- выпуск научно – образовательного методического пособия и презентационного материала для средней и высшей школы по теме «Демонстрация диффузионных процессов в жидкости в условиях микрогравитации и сравнительный анализ экспериментальных и расчетно-теоретических данных» (по окончании лабораторной обработки и анализа полученных результатов).

Публикации

Публикации в процессе подготовки