VSS 유니티 최종 상용 출시 '로테이셔널 슬로시' 실험 비행
퍼듀가 설계하고 제작한 실험은 버진 갤럭틱의 VSS 유니티 우주선의 마지막 상업 비행에서 우주로 여행을 떠났다. 이 역사적인 비행에서 인간 승무원과 함께 우주로 운반한 것은 단 9번의 실험 중 하나입니다.
NASA의 비행 기회 프로그램을 통해 자금을 지원받은 이 회전 슬로시 실험은 AAE 교수 스티븐 콜리콧이 수석 조사관으로 주도했다. 콜리콧은 무중력 비행 실험 과정인 AAE 418을 통해 2019년부터 수십 명의 학생들에게 이 프로젝트를 수행하게 했다.
“제가 자금을 지원받은 연구 프로그램은 418 과정을 통합하고 있기 때문에, 학생들은 학부생으로서 실제 미세 중력 경험을 하고 있습니다,”라고 콜리콧은 말합니다.
VSS Unity Final Commercial Launch 'Rotational Slosi' Experimental Flight
The experiment, designed and produced by Purdue, took a trip into space on the last commercial flight of Virgin Galactic's VSS Unity spacecraft. It was only one of nine experiments to be carried into space with a human crew on this historic flight.
Funded through NASA's Flight Opportunity Program, the rotational slosh experiment was led by AAE professor Stephen Colicott as the lead investigator. Colicott had dozens of students work on the project since 2019 through AAE 418, a process of zero-gravity flight experiments.
"The research program I was funded for incorporates 418 courses, so the students are having a real microgravity experience as an undergraduate," Colicott says.
트레이 해크먼, 잭 마틴, 알렉스 에드워즈, 라이언 윌리엄스 등 4명의 학생이 콜리콧과 함께 뉴멕시코로 가서 실험을 배웅했다.
이 자동화된 실험이 지구에서 수행할 연구 유형은 불가능하다고 콜리콧은 말한다. 당신은 시험을 미세중력으로 만드는 어떤 방법이 필요하고, 유니티는 그것을 달성하는 극소수의 방법 중 하나이다. VSS Unity에 탑재된 내용은 약 3분간의 무중력을 경험하며, 이 실험에 적합하다.
“이들은 훌륭한 실험실들입니다,”라고 콜리콧은 말한다. “당신이 그곳에서 할 수 있는 연구는 독특합니다. 화산학자들은 화산으로 갑니다. 우리의 연구를 하기 위해서는 우주로 가야 합니다.”
실험은 완전히 자동화된 상자 안에서 수행된다. 가속도계는 우주선의 로켓이 발사될 때를 감지하여 작고 투명한 연료 탱크를 회전시키는 실험을 시작하기 위한 카운트다운을 시작한다. 그것들은 두 개의 액체로 채워져 있는데, 하나는 물을 밀어내는 액체(소수성)와 다른 하나는 물을 끌어당기는 액체(친수성)이다. 염료는 상호 작용 방식의 차이를 시각화하는 데 도움이 됩니다. 이 탱크들을 가리키는 카메라는 결과를 기록합니다.
Four students - Trey Hackman, Jack Martin, Alex Edwards and Ryan Williams - went to New Mexico with Colicott to see off the experiment.
The type of research that this automated experiment would conduct on Earth is impossible, says Colicott. You need some way to make testing microgravity, and Unity is one of the very few ways to achieve it. The onboard VSS Unity experiences about three minutes of weightlessness, making it suitable for this experiment.
"These are great laboratories," Colicott says. "The research you can do there is unique. Volcanologists go to volcanoes. We need to go into space to do our research."
The experiment is carried out in a fully automated box. The accelerometer detects when the spacecraft's rocket is launched and starts a countdown to begin the experiment of rotating the small, transparent fuel tank. They are filled with two liquids, one of which is a liquid that pushes water (hydrophobic) and the other is a liquid that pulls water (hydrophilic). Dyes help visualize differences in how they interact. A camera pointing at these tanks records the results.
이 영상을 연구하면 이러한 액체가 미세 중력에서 어떻게 행동하는지 더 잘 이해할 수 있다. 이것은 인공위성용 연료 탱크가 어떻게 더 잘 설계되어 연료 슬로시가 선박의 기동성에 미치는 영향을 줄일 수 있는지에 대한 중요한 통찰력을 줄 것이다.
버진 갤럭틱이 발표한 실험 요약은 다음과 같은 추가 세부 사항을 제공한다.
“우주선이 포인팅 기동 중, 도킹을 위해 방향을 변경하거나 새로운 궤도로 이동하는 것과 같이 우주에서 가속할 때, 그것은 추진제 탱크의 액체를 움직이게 합니다. 추진기 발사가 끝난 후, 액체 운동은 무중력 환경에서 느려진다. 이 실험은 회전 기동 후 액체 운동의 감쇠 속도를 연구할 것이다. 결과는 우주선 포인팅 및 임무 작업을 개선하기 위해 저g 추진제 슬로시에 대한 이러한 추가 이해를 사용할 것이다. 현재 진행 중인 소형 위성 혁명으로 이 실험은 대형 위성용 탱크의 하위 규모 모형이 아닌 소형 위성용 실제 추진 탱크 크기를 사용할 수 있다. 녹색 추진제의 움직임이 하이드라진과 같은 전통적인 추진제와 제로g에서 어떻게 다를 수 있는지 연구함으로써 연구를 더욱 발전시킬 수 있다.”
Studying this video will give us a better understanding of how these liquids behave in microgravity. This will give important insight into how fuel tanks for satellites can be better designed to reduce the impact of fuel sloshes on ships' maneuverability.
An experimental summary published by Virgin Galactic provides the following additional details.
"When a spacecraft accelerates in space, such as during a pointing maneuver, changing directions for docking, or moving into a new orbit, it drives the liquid in the propellant tank. After the launch of the propellant, the liquid motion slows down in a zero-gravity environment. This experiment will study the decay rate of liquid motion after the spin-off. The results will use this further understanding of low-g propellant Slosi to improve the spacecraft pointing and mission tasks. With the small satellite revolution that is currently underway, this experiment can use the size of an actual propellant tank for small satellites rather than a subscale model of a tank for large satellites. The research can be further advanced by studying how the movement of green propellants can differ at zero g from traditional propellants such as hydrazine."
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