Γιατί είναι δύσκολο να απολαύσεις ένα καφεδάκι στο Διάστημα

Η πρώτη μηχανή εσπρέσο στο Διάστημα έγινε είδηση το 2014 όταν εκτοξεύτηκε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS).

Μέχρι σήμερα, όμως, οι αστροναύτες ήταν αναγκασμένοι να ρουφούν τον καφέ τους από σακουλάκια, αφού τα ανοιχτά δοχεία με υγρά θεωρούνται επικίνδυνα σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας.

Τώρα, ένα περίτεχνο «φλιτζάνι» που κατασκευάστηκε από εκτυπωτή τριών διαστάσεων επιτρέπει στο πλήρωμα να απολαμβάνει -και να μυρίζει- το ρόφημα περίπου όπως στη Γη.

Τα συμβατικά φλιτζάνια που γνωρίζουμε ουσιαστικά λειτουργούν με τη δύναμη της βαρύτητας: όταν ο χρήστης τα γείρει προς το μέρος του, το υγρό απλά χύνεται μόνο του στο στόμα. Αυτό, βέβαια, δεν συμβαίνει σε τροχιά, και οι αστροναύτες θα κινδύνευαν να πιτσιλίσουν με καφέ τον ευαίσθητο εξοπλισμό του πολυεθνικού τροχιακού εργαστηρίου.

Το διαστημικό φλιτζάνι, αντίθετα, βασίζεται στο τριχοειδές φαινόμενο: την τάση των υγρών να κινούνται μέσα σε στενούς χώρους χωρίς τη βοήθεια εξωτερικών δυνάμεων. Μπορεί κανείς να το παρατηρήσει αν βυθίσει στο νερό την άκρη ενός πολύ λεπτού (τριχοειδούς) σωλήνα: το υγρό θα ανέβει μέσα του ως διά μαγείας, κινούμενο αντίθετα στη δύναμη της βαρύτητας.

Το τριχοειδές φαινόμενο εν δράσει

Το τριχοειδές φαινόμενο είναι εν πολλοίς συνέπεια της επιφανειακής τάσης των υγρών, της τάσης των μορίων του υγρού να παραμένουν ενωμένα μεταξύ τους και να καταλαμβάνουν τη μικρότερη δυνατή επιφάνεια -αυτός είναι ο λόγος που μια μικρή σταγόνα νερού πάνω στην επιφάνεια του νιπτήρα διατηρεί το σφαιρικό της σχήμα και δεν απλώνεται σαν πίτα.

Το διαστημικό φλιτζάνι αποτελείται από ένα κλειστό δοχείο που συνδέεται μέσω ενός σωλήνα με ένα δεύτερο δοχείο που έχει ανοιχτό χείλος. Όταν ο χρήστης ρουφήξει το υγρό από το χείλος, η επιφανειακή τάση αναγκάζει το υγρό να ρέει.

«Οι συνθήκες διαβροχής και η ειδική γεωμετρία της κούπας δημιουργούν μια κλίση τριχοειδούς πίεσης που οδηγεί το υγρό προς το πρόσωπο του χρήστη» λέει ο Μαρκ Βάισλογκελ, καθηγητής Μηχανολογίας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Πόρτλαντ, μέλος της ομάδας που σχεδίασε το σύστημα.

Η διαστημική κούπα είναι τόσο αποτελεσματική ώστε οι αστροναύτες μπορούν να την αναποδογυρίζουν, ακόμα και να την πετούν πέρα-δώθε, χωρίς να πιτσιλίζονται.

Το σημαντικότερο όμως είναι ότι ο χρήστης μπορεί να μυρίζει τον καφέ καθώς πλησιάζει τη μύτη στο ανοιχτό χείλος -μια σπάνια πολυτέλεια στο Διάστημα, όπου τα ροφήματα σερβίρονταν μέχρι σήμερα σε κλειστές σακούλες με καλαμάκι.

Οι σχεδιαστές της κούπας ελπίζουν τώρα να αξιοποιήσουν τις νέες γνώσεις τους για τα τριχοειδή φαινόμενα στο Διάστημα προκειμένου να σχεδιάσουν καλύτερες σωληνώσεις για τα συστήματα του ISS.

Το φλιτζάνι παρουσιάστηκε στις 23 Νοεμβρίου σε συνέδριο Μηχανικής Ρευστών της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας.

Βαγγέλης Πρατικάκης

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ