Πειράματα ΑΠΘ στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

Περισσότερα από 40 πειράματα μελέτης γαλακτωμάτων στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό έφερε ήδη σε πέρας με επιτυχία η ομάδα του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), που αναλύει τα δεδομένα της διαστημοσυσκευής «SMD-PASTA», σε μία σημαντική αποστολή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA).

Οι επιστήμονες της ομάδας του ΑΠΘ, σε συνεργασία με ακόμη οκτώ ομάδες από επτά χώρες, σχεδίαζαν και προετοίμαζαν τις παραμέτρους για τη λειτουργία της διαστημοσυσκευής για περισσότερα από 10 χρόνια, στο πλαίσιο της πολυεθνικής ερευνητικής προσπάθειας του ESA. Το πείραμα «SMD-PASTA» (Soft Matter Dynamics – Particles Stabilized Emulsions and Foams) συνιστά μεγάλη ευρωπαϊκή επιτυχία στο διάστημα, καθώς δίνει καθοριστικές απαντήσεις σε ό,τι αφορά τη συμπεριφορά των γαλακτωμάτων, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε εντομοκτόνα, γυαλιστικά, λιπαντικά, χρώματα, βερνίκια, τρόφιμα και καλλυντικά, αποτελούν κατάλληλους φορείς για την ελεγχόμενη μεταφορά δραστικών ουσιών (φάρμακα και φυτοφάρμακα), ενώ τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται στην ανάκτηση πετρελαίου από πετρώματα.

«Η σημαντική παρουσία της Ελλάδας στη νέα εποχή εξερεύνησης του Διαστήματος συνεχίζεται με τη δεύτερη συμμετοχή ομάδας του ΑΠΘ σε πείραμα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο καθηγητής Χημείας του ΑΠΘ Θοδωρής Καραπάντσιος, επικεφαλής της ομάδας Δυναμικής Πολυφασικών Συστημάτων του Tμήματος Χημείας του ΑΠΘ, με μέλη τον καθηγητή Μαργαρίτη Κώστογλου, τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Δρα Σωτήρη Ευγενίδη, την υποψήφια διδάκτορα Αγγελική Χονδρού και τον τεχνικό Τριαντάφυλλο Τσιληπήρα.

«Ο ρόλος του ΑΠΘ στην αποστολή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος»

Η αποστολή του ESA ξεκίνησε το Σάββατο 19 Φεβρουαρίου 2022 με την επιτυχή εκτόξευση από το Διαστημικό Κέντρο Johnson της Βιρτζίνια των ΗΠΑ του σκάφους Cygnus NG-17 επάνω σε πύραυλο Northrop Grumman Antares, το οποίο μετέφερε την πειραματική συσκευή SMD-PASTA στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη γη.

Η σύνδεση του πυραύλου με τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό πραγματοποιήθηκε στις 21 Φεβρουαρίου 2022. Η πειραματική συσκευή SMD-PASTA τέθηκε σε λειτουργία στις 28 Φεβρουαρίου 2022, ενώ το πρώτο πείραμα πραγματοποιήθηκε στις 3 Μαρτίου 2022.

Από τότε συνεχίζονται επιτυχώς τα πειράματα με τη συνδρομή της ομάδας του Αριστοτελείου, η οποία έχει την ευθύνη του χειρισμού σε πραγματικό χρόνο και της εκτέλεσης των πειραμάτων μελέτης γαλακτωμάτων από το Απομακρυσμένο Κέντρο Τηλεμετρίας (Remote Telemetry Station) στο Τμήμα Χημείας του ΑΠΘ.

Σκοπός των πειραμάτων που εκτελεί η ομάδα του ΑΠΘ είναι η μελέτη της ανάπτυξης και δυναμικής συμπεριφοράς των σταγόνων ελαίου εντός γαλακτωμάτων ελαίου-νερού. «Σε συνθήκες γήινης βαρύτητας, η άνωση οδηγεί στο γρήγορο διαχωρισμό του γαλακτώματος σε δυο διακριτά στρώματα ελαίου και νερού με αποτέλεσμα να καθίσταται αδύνατη η μελέτη της κίνησης και της αλληλεπίδρασης των σταγόνων. Αντίθετα, σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας οι βαρυτικές επιδράσεις εξαλείφονται. Αυτό δίνει τη δυνατότητα μελέτης της δυναμικής συμπεριφοράς των σταγόνων και των αλληλεπιδράσεων αυτών, κάτι το οποίο θα συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση διάφορων φαινομένων -συνένωση, συσσωμάτωση σταγόνων- τα οποία είναι καθοριστικής σημασίας κατά την αποσταθεροποίηση των γαλακτωμάτων», εξήγησε ο κ. Καραπάντσιος.

«Τι καταγράφει η διαστημοσυσκευή SMD-PASTA»

H διαστημοσυσκευή SMD-PASTA έχει κατασκευαστεί από την εταιρεία AIRBUS Defence and Space, στο Friedrichshafen της Γερμανίας. Για τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων των σταγόνων των γαλακτωμάτων, της δυναμικής συμπεριφοράς τους, καθώς και της εξέλιξης της κατανομής μεγέθους τους χρησιμοποιούνται τρεις διαγνωστικές τεχνικές (κάμερα επισκόπησης για τη γενική εκτίμηση της πορείας του πειράματος, φασματοσκοπία κυμάτων διάχυσης και φασματοσκοπία διακύμανσης στιγμάτων).

Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων χρησιμοποιούνται τρία διαφορετικά πρωτόκολλα, καθένα από τα οποία εστιάζει σε διαφορετικό στόχο. Το πρώτο πρωτόκολλο εφαρμόζεται σε όλα τα δείγματα και αποσκοπεί στη μελέτη της δυναμικής των γαλακτωμάτων με χρήση της κάμερας επισκόπησης. Το δεύτερο αποσκοπεί στη μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς των γαλακτωμάτων με χρήση της φασματοσκοπίας κυμάτων διάχυσης. Το αρχικό μέρος αυτού του πρωτοκόλλου περιλαμβάνει την αποστολή μικρού όγκου δεδομένων (5 λεπτά καταγραφής) στη γη, όπου η ομάδα του ΑΠΘ σε συνεργασία με τους υπόλοιπους εταίρους καλείται να αποφασίσει αν θα συνεχιστεί το συγκεκριμένο πρωτόκολλο ή θα εφαρμοστεί το τρίτο από αυτά. Το τρίτο και τελευταίο πρωτόκολλο αποσκοπεί στη μελέτη της «γήρανσης» των γαλακτωμάτων με χρήση της φασματοσκοπίας διακύμανσης στιγμάτων. Στα πειράματα μεταβάλλεται κάθε φορά μια από τρεις παραμέτρους και συγκεκριμένα το είδος τασενεργού, η συγκέντρωση τασενεργού και η αναλογία ελαιώδους-υδατικής φάσης.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ