10/03/2014 - Das SODI-DCMIX2-Experiment, das vom UPM E-USOC betrieben wird, wird eine effizientere Erdölgewinnung ermöglichen.

Menéame

Das Experiment DCMIX2 die Diffusionskoeffizienten von ternären Flüssigkeitsgemischen unter Mikrogravitationsbedingungen, insbesondere eine Mischung verschiedener Kohlenwasserstoffarten, untersucht.

Die Verteilungskoeffizienten ermöglichen die Bestimmung des Massentransports eines oder mehrerer Elemente innerhalb der Mischung. Es handelt sich um eine Teilchenbewegung innerhalb der Mischung, nicht um die Bewegung der Flüssigkeit als Ganzes, und diese Bewegung wird auf der Erde durch die Auswirkungen der Schwerkraft verschleiert, so dass ihre Untersuchung in Mikrogravitation es ermöglicht, sie zu messen.

El Spanisches Zentrum für Betrieb und Unterstützung für Benutzer (E-USOC), Delegiertes Zentrum der Europäische Weltraumorganisation (ESA) deren Forschungseinrichtungen auf dem Campus de Excellence International de Montegancedo de la Polytechnische Universität Madrid (UPM) spielte eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung des DCMIX2-Experiments und dessen erfolgreichem Abschluss.

Die Entwicklung und Validierung automatischer Aktionsprotokolle und Routinen, die direkte Fernsteuerung des Instruments, die Überwachung des Versuchsstatus mittels Telemetrie, die Reaktion und die Ergreifung von Korrekturmaßnahmen auf anomale Situationen, die Flugplanung und die Wiederherstellung der experimentellen Ergebnisse und ihre Bereitstellung für die Wissenschaftler waren die Aufgaben des E-USOC in diesem mit der NASA, die amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde.

Das DCMIX2 Experiment wurde auf der SODI-Plattform installiert (Selektierbar Optics Diagnostic Instrument) vom Astronauten Mike Hopkins am 29. November 2013. "Die E-USOC begann mit der Kalibrierung und Prüfung der Optik, bevor die flüssigen Proben zur Internationalen Raumstation (ISS) kamen, wodurch die Kalibrierungszeit mit den Proben im Orbit verkürzt wurde. Diese Verkürzung der Zeit war für den Erfolg der Mission von großer Bedeutung, da die fließenden Proben aufgrund des Auftretens von Blasen nur eine begrenzte Dauer hatten," erklärt Ana Laveron, Leiterin des E-USOC.

Nach zwei Monaten wissenschaftlicher Arbeiten, die im Februar abgeschlossen wurden und in denen Experimente zur Wärmeübertragung und -verbreitung durchgeführt wurden, mit der entsprechenden Bildaufnahme aller Testphasen, um die Qualitätsanforderungen der ESA zu gewährleisten, ist die Mission mit Genugtuung abgeschlossen worden.

Wissenschaftliche Ergebnisse und künftige Anwendungen

"Aus wissenschaftlicher Sicht hat DCMIX2 eine große Anzahl qualitativ hochwertiger Bilder für die Analyse von Prozessen ermöglicht, die an der Verbreitung in ternären Mischungen beteiligt sind," betont das E-USOC-Team. Und nicht nur die ursprünglichen Ziele wurden erreicht, sondern angesichts der guten Ergebnisse sowohl der ESA als auch der NASA beschlossen sie, die Operationen um eine weitere Woche zu verlängern, neue wissenschaftliche Daten zu erhalten und Experimente durchzuführen, die nach dem Auftreten von Blasen (Marangoni Konvektionsstudie) zunächst nicht in den entarteten Zellen vorgesehen waren.

Als dieses Experiment definiert wurde, wurde erwartet, dass Theorien über den so genannten Soret-Effekt validiert werden können (wenn ein Temperaturgradienten in einer Mischung zusätzlich zum thermischen Energiestrom beibehalten wird, wird ein Partikelstrom entstehen, bis ein negativer Konzentrationsgradienten erreicht ist, der diesen Fluss ausgeglichen), was bereits die ersten Bildsequenzen zeigte.

"Die erzielten Ergebnisse ermöglichen es, die Verteilungskoeffizienten für Kohlenwasserstoffe zu bestimmen, um ein thermodynamisches Modell der Erdölvorkommen entwickeln zu können, so dass bei wenigen Bohrungen genügend Ölinformationen zur Verfügung stehen, um festzustellen, ob die Nutzung sinnvoll ist oder nicht," so die Direktorin des E-USOC. Eine effizientere Erdölförderung kann für eine Industrie von großer Bedeutung sein, die mit einer nicht erneuerbaren Energiequelle arbeitet, die von großer Abhängigkeit und Kosten abhängig ist.

Trotz dieser erstaunlichen Anwendung erinnert das E-USOC-Team daran, dass das, was man mit dieser Forschung gewinnt, Wissen ist: "Mehr über das Verhalten unserer Umgebung zu erfahren, ermöglicht uns, daraus einen größeren Nutzen zu ziehen, und das ist das grundlegende Ziel von grundlegenden Forschungen wie dieser."

Die Art und Weise, wie E-USOC Wissenschaft macht, wurde international anerkannt. Die Leiterin der ESA-Mission begrüßte sie als "Beispiel für Hingabe, Kreativität und Professionalität," und die Agentur selbst betonte "die außergewöhnlichen Aktivitäten, die das E-USOC bei der Durchführung von SODI-DCMIX2 durchgeführt hat." Neben den Glückwünschen, die auch von der NASA kommen, ist hervorzuheben, dass José Miguel Ezquerro Navarro nominiert wurde, um die renommierte Zeldovich-Medaille zu erhalten, die zweimal jährlich die Russische Akademie der Wissenschaften und Ausschuss für Weltraumforschung (COSPAR) junge Wissenschaftler für ihre Exzellenz.

DCMIX2 war das zweite Experiment einer Reihe von fünf Projekten zur Mikrogravitation, die sich auf die Erforschung des Massentransports in ternären Mischungen konzentrierten. Das E-USOC arbeitet bereits an DCMIX3, das Ende 2014 geplant ist, da es von der ESA als verantwortlich für die Vorbereitung und den Betrieb aller Experimente benannt wurde, die sowohl auf der SODI-Plattform als auch im MSG-Labor durchgeführt werden (Micro-gravity Science Glovebox) die die NASA auf der ISS installiert hat. Derzeit befinden sich zwei dieser Art in der Entwicklungsphase und werden vom E-USOC unterstützt.

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