Институт теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН изучает теплофизические процессы с целью создания эффективной системы охлаждения микроэлектроники для космических устройств.
Институт занимается разработкой двухфазных систем в условиях микрогравитации (невесомости). Двухфазные системы являются важной частью технологических космических систем, без них невозможно эффективное присутствие людей во внеземном пространстве. К ним относятся топливные баки и двигатели, системы жизнеобеспечения человека, поддержка температуры и влажности, очистки воды, охлаждения и термостабилизации оборудования, энергетические и биологические системы, необходимые для будущих длительных полётов.
Поскольку изменение гравитации в околоземном пространстве кардинально меняет баланс сил в двухфазных системах, выводит на первый план силы поверхностные, термокапиллярные, часто незначительные в земных условиях, ряд процессов становится менее устойчивым, возникают новые эффекты. Поэтому перед наукой стоит задача — исследовать возникающие изменения.
Учёные проводят различные эксперименты, в частности в параболических полетах и на МКС. Сотрудники ИТ СО РАН приняли участие в более чем десяти параболических кампаниях (в данном случае состояние невесомости длится всего 22 секунды, в момент, когда самолёт достигает вершины параболической траектории).
Еще в 2000 году была поставлена задача — создать новый способ интенсивного охлаждения, в том числе и для его использования в условиях микрогравитации. Сибирские учёные исследовали течение плёнки под действием потока газа: провели серию параболических экспериментальных полётов и установили, что гравитация существенно меняет устойчивость плёнок. В результате у специалистов получилось сделать устойчивое плёночное течение для условий невесомости, разработать систему охлаждения (термостабилизации) электронного оборудования в космосе.
Кроме того, исследователи провели крупный международный эксперимент по кипению жидкости в условиях невесомости. Работа созданного для этих целей устройства осуществлялась непосредственно на МКС, в результате удалось провести большое количество точных измерений и получить колоссальный массив данных (примерно 100 терабайт).
Ещё один важный инструментарий исследований в невесомости — башня сбрасывания. Такая установка очень важна для области космических технологий и для фундаментальных исследований. Использование башен является наиболее эффективным, простым и безопасным способом экспериментов в условиях микрогравитации. Известно о планах строительства подобной установки в Новосибирске. 1
1 https://www.sbras.info/articles/simply/sibirskie-uchenye-kosmosu