Slime en el Espacio

Hace poco, Nickelodeon convenci贸 a la NASA para experimentar con Slime en el espacio dentro de la Estaci贸n Espacial Internacional. Aqu铆 podr谩s ver c贸mo les result贸 el experimento.

Antes de entrar a los experimentos, veamos un poco de la ciencia detr谩s del slime:

La ciencia detr谩s del limo o 鈥渆slain鈥

El limo y el agua comparten propiedades l铆quidas similares, como la densidad, el 谩ngulo de contacto y la tensi贸n superficial, pero la viscosidad del limo enviado a la EEI es aproximadamente 20,000 veces mayor que el agua. El limo, junto con un conjunto de paletas de ping pong s煤per hidrof贸bicas que repelen el agua, se lanzaron a la estaci贸n espacial en la 18陋 misi贸n comercial de servicios de reabastecimiento de SpaceX el verano pasado.

La densidad es una medida de la masa de una sustancia por unidad de volumen.
El 谩ngulo de contacto es el 谩ngulo en el que un l铆quido se encuentra con una superficie s贸lida. El 谩ngulo de contacto se puede usar para medir la humectabilidad de una superficie (con qu茅 facilidad se deposita un l铆quido sobre una superficie).
La tensi贸n superficial es la fuerza sobre la superficie de un l铆quido que hace que la superficie act煤e como una capa el谩stica. La tensi贸n superficial resulta de la atracci贸n de las mol茅culas l铆quidas entre s铆.
La viscosidad es una medida de la resistencia al movimiento de un l铆quido cuando se aplica una fuerza.

鉁 Aprende c贸mo poner un encabezado en Word paso a paso.

La ciencia del slime en el espacio: Examen del comportamiento de los l铆quidos en microgravedad

8 DE MAYO DE 2020 鈥 POR LOS COLABORADORES INVITADOS MARK WEISLOGEL Y RIHANA MUNGIN, UNIVERSIDAD ESTATAL DE PORTLAND

Mark Weislogel, profesor de la Universidad Estatal de Portland en el Departamento de Ingenier铆a Mec谩nica y de Materiales, y Rihana Mungin, asistente de investigaci贸n de posgrado en ingenier铆a mec谩nica de la Universidad Estatal de Portland, participaron en el dise帽o de las demostraciones cient铆ficas en 贸rbita para el proyecto Slime in Space de Nickelodeon a bordo del Laboratorio Nacional de la ISS .

驴Nickelodeon quiere hacer qu茅? 驴Un astronauta jugando con slime? 驴En la estaci贸n espacial internacional? Sabes que tomar谩 litros de limo, 驴verdad? Sabes que el limo no se comportar谩 como esperabas, 驴verdad? Sabes que no te dejar谩n hacer un desastre, 驴verdad?

Esta fue nuestra reacci贸n inicial al proyecto Slime in Space de Nickelodeon a bordo de la Estaci贸n Espacial Internacional (ISS). Pero luego pensamos: si bien la idea de adelgazar a un astronauta en el espacio puede ser divertida, enviar una cantidad tan grande de l铆quido altamente viscoso a la estaci贸n espacial es tan 煤nico, ser铆a una locura no tratar de aprender tanto como puedas al respecto Entonces, detr谩s de escena, eso es exactamente lo que intentamos hacer.

Estudiar limo en el espacio

Les pedimos a los astronautas de la EEI que realizaran una variedad de demostraciones con el limo que proporcionar铆an datos cient铆ficos para compararlos con las predicciones de las teor铆as sobre el comportamiento de los l铆quidos en un entorno de baja gravedad. Siempre estamos buscando 鈥渃asos limitantes鈥 con los que comparar nuestros an谩lisis num茅ricos y te贸ricos, y el limo establece un cierto 鈥渓铆mite viscoso鈥. Afortunadamente para nosotros, los astronautas de la NASA Christina Koch y Drew Morgan y el astronauta de la Agencia Espacial Europea Luca Parmitano estaban entusiasmados por explorar los l铆mites.

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El astronauta de la Agencia Espacial Europea Luca Parmitano hace una demostraci贸n cient铆fica utilizando Slime in Space de Nickelodeon y paletas superhidr贸fobas.

CR脡DITO DE LOS MEDIOS: Imagen cortes铆a de la NASA.

A pesar de trabajar y vivir en el espacio a bordo de la EEI durante casi 20 a帽os, nuestra comprensi贸n colectiva de c贸mo se comportan los l铆quidos en 贸rbita sigue siendo bastante limitada. La gravedad facilita el manejo de l铆quidos, o tal vez estamos acostumbrados, ya que hemos tenido miles de millones de horas de pr谩ctica. Sin embargo, en microgravedad, el manejo de l铆quidos es incre铆blemente dif铆cil. Cuando elimina la gravedad, las burbujas ya no se elevan, las gotas ya no caen y el equipo que involucra l铆quido, como calderas, condensadores, sistemas de riego de plantas, licuadoras o incluso vasos de precipitados, no funciona.

Entonces, 驴c贸mo podemos seguir aprendiendo m谩s sobre los l铆quidos en el espacio? Nuestra respuesta es jugar con l铆quidos en el espacio tanto como sea posible. Slime es un l铆quido, y Nickelodeon lo envi贸 a la EEI, 隆as铆 que jugamos con 茅l!

EXPERIMENTOS REALIZADOS CON SLIME EN EL ESPACIO

Se dise帽aron al menos ocho demostraciones para que los miembros de la tripulaci贸n de la ISS realicen el impacto de las propiedades de los fluidos del lodo y potencialmente para el lodo de un astronauta. Los astronautas grabaron en video las demostraciones para investigadores y estudiantes en el suelo para aprender sobre el limo en el espacio.

1. Blob Slime: la tripulaci贸n dispens贸 cantidades similares de slime y agua y observ贸 el comportamiento de los dos mientras los blobs flotaban alrededor de la cabina de la ISS.

2. Slime Spin: La tripulaci贸n intent贸 hacer girar gotas de agua y limo. El agua oscilaba continuamente con una gran amplitud y frecuencia a menos que la paleta lo detuviera. Mientras que la alta viscosidad del limo hizo que se deforme y gire como un s贸lido, lo que nos permite determinar la tensi贸n superficial del limo. Cuando la tripulaci贸n interrumpi贸 la rotaci贸n, la tensi贸n superficial r谩pidamente atrajo al limo a una esfera.

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CR脡DITO DE LOS MEDIOS: Imagen cortes铆a de la NASA.

3. Corte de limo: el equipo intent贸 cortar el limo con hilo dental. El limo no se parti贸 y r谩pidamente recuper贸 su forma. La baba humedeci贸 el hilo dental, que luego podr铆a usarse para mover las burbujas en la cabina, como una bola en una cuerda.

4. Burbujas de limo: el equipo utiliz贸 una jeringa grande para inyectar aire en una gota de limo para crear una burbuja de limo de pel铆cula gruesa.

5. Colisi贸n de limo: un chorro de limo, convenientemente ubicado frente a Parmitano, fue alcanzado por un chorro de limo expulsado de una jeringa. En el primer intento, el chorro de limo se fusion贸 con la burbuja. En el segundo intento, un chorro de alta velocidad explot贸 a trav茅s de una gran burbuja de limo, creando una gota de limo en forma de rosquilla. El chorro de limo pas贸 directamente, lo que dio como resultado que Parmitano tuviera el honor de ser el primer astronauta en ser resbalado en el espacio.

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CR脡DITO DE LOS MEDIOS: Imagen cortes铆a de la NASA.

6. Slime Paddleball: a pesar de que el limo tiene una condici贸n de humectaci贸n casi id茅ntica (es decir, 谩ngulo de contacto) como el agua, al intentar manipular el limo usando la paleta superhidr贸foba, el limo parec铆a adherirse a la superficie de la paleta, a diferencia del agua . La viscosidad de la baba super贸 la inercia cuando se trataba de 鈥渟acudir鈥 la baba de la paleta, lo que result贸 en notables ondas estacionarias en 3D. Las demostraciones paralelas que Nickelodeon hizo en el suelo mostraron c贸mo la gravedad super贸 la viscosidad, haciendo que el limo finalmente salga de la paleta sin dejar rastro.

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CR脡DITO DE LOS MEDIOS: Imagen cortes铆a de la NASA.

7. Chorros de limo: Se dispar贸 un chorro de limo de alta velocidad adicional en una paleta superhidr贸foba en 谩ngulo, que redirigi贸 el chorro, lo que result贸 en el adelgazamiento de Koch.

8. Globos de limo: se reventaron dos globos llenos de diferentes vol煤menes de limo. Dependiendo de la ubicaci贸n donde se pinch贸 la superficie del globo con el alfiler, el limo en el interior se comport贸 de manera diferente a medida que los globos explotaban. En las demostraciones terrestres de Nickelodeon, la gravedad derrib贸 el limo cuando explotaron los globos, pero en el espacio el limo se mantuvo unido.

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CR脡DITO DE LOS MEDIOS: Imagen cortes铆a de la NASA.

9. Bonificaci贸n : Sandwich de limo: en una demostraci贸n improvisada, Parmitano puso una gran cantidad de limo entre dos de las paletas superhidrof贸bicas y las separ贸 a diferentes velocidades. Esto demostr贸 que la viscosidad a gran escala dominaba el drenaje de l铆quidos y la ruptura del puente, lo que produc铆a incre铆blemente gotas sim茅tricas de limo sat茅lite.

Avanzando tanto la ciencia como la educaci贸n STEM

Estas demostraciones cient铆ficas aparentemente simples proporcionan datos cient铆ficos valiosos sobre el comportamiento de los l铆quidos en baja gravedad, y planeamos publicar y presentar la mayor cantidad de resultados posible. Dichos datos informan el an谩lisis y el dise帽o de la nueva tecnolog铆a espacial y la investigaci贸n basada en el espacio. Estos datos tambi茅n se puede aplicar a trabajo alrededor de producci贸n de baja gravedad de las gotas, la mitigaci贸n, y la contenci贸n y ayudar谩 a informar a continuaci贸n de los trabajos en relaci贸n con la contenci贸n de l铆quido en general y el transporte, CO 2 y el procesamiento de aguas residuales, y la planta hidrop贸nica de riego en el espacio-y mucho m谩s.

Las demostraciones de Slime in Space tambi茅n sirven como una poderosa herramienta educativa. No predecimos todo lo que sucedi贸 con el limo en el espacio. La ciencia es divertida, y ver a los astronautas jugar con limo mientras hacen demostraciones cient铆ficas es una excelente manera de involucrar a millones de ni帽os de todo el mundo en conceptos importantes de ciencia, tecnolog铆a, ingenier铆a y matem谩ticas (STEM). Y, por supuesto, 隆a todos les gusta ver a los astronautas en el espacio!

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