Astronauter på ISS eksperimenterer med ”superkritisk vand”, en form for vand med en mærkelig egenskab: det kan hjælpe med at starte ild.
Når brandmænd ønsker at slukke en flamme, overdøver de det ofte med vand. Astronauter ombord på ISS eksperimenterer dog med en form for vand, der gør det modsatte. I stedet for at stoppe ilden hjælper dette vand med at starte det.
"Vi kalder det 'superkritisk vand," siger Mike Hicks fra Glenn Research Center i Ohio. "Og det har nogle interessante egenskaber."
Vand bliver superkritisk, når det komprimeres til et tryk på 217 atmosfærer og opvarmes over 373o C. Over det såkaldte kritiske punkt omdannes almindelig H2O til noget, der hverken er fast, flydende eller gas. Det er mere en "væskelignende gas."
”Når superkritisk vand blandes med organisk materiale, finder en kemisk reaktion sted - oxidation.” Siger Hicks. ”Det er en form for forbrænding uden flammer.”
Dette er virkelig praktisk, når du vil slippe af med visse ubehagelige materialer - lignende spildevand. Byer, erhvervsbedrifter, skibe til søs og bemandet rumfartøj akkumulerer affaldsmaterialer, der kunne drage fordel af denne form for behandling.
”Når vi skubber en våd affaldsstrøm over det kritiske punkt, bryder superkritisk vand bindingerne i carbonhydriderne. Derefter kan de reagere med ilt. ”Med andre ord antændes gyllen. Undertiden producerer hotspots i gyllen synlig flamme, men normalt ikke. "Dette er en relativt ren form for forbrænding, der producerer rent vand og kuldioxid, men ingen af de giftige produkter fra almindelig brand."
Hvad har alt dette med ISS at gøre? ”Den internationale rumstation tilbyder et unikt mikrogravitetslaboratorium til undersøgelse af egenskaber ved superkritisk vand,” forklarer Hicks.
Et af problemerne med superkritisk vand har at gøre med salt. Over det kritiske punkt udfælder eventuelle salte opløst i vand hurtigt ud. Hvis dette sker i en reaktorbeholder, bliver de metalliske komponenter i beholderen overtrukket med salt, og de begynder at korrodere.
”I enhver realistisk affaldsstrøm skal vi lære at håndtere salt. Det er en vigtig teknologisk hindring. ”
Håndtering af salt er det ultimative mål for eksperimentet Super kritisk vandblanding på ISS, en fælles indsats mellem NASA og CNES, det franske rumfartsbureau.
"Ved at studere superkritisk vand uden de komplicerede effekter af tyngdekraften, kan vi lære, hvordan bundfældede salte opfører sig på et meget grundlæggende niveau," siger Hicks, der er eksperimentets hovedundersøger. ”Vi kan måske endda være i stand til at finde ud af, hvordan man trækker salt væk fra korrosionsfølsomme komponenter.”
Eksperimentet, der bruger franskbygget hardware (DECLIC) placeret i stationens japanske eksperimentmodul (JEM), startede i løbet af den første uge i juli 2013. Det fortsætter i et helt år i en serie på seks testkørsler, der hver varer ca. 15 dage.
Resultaterne kan have jordnære applikationer. Den amerikanske flåde er allerede begyndt at bruge superkritiske vandteknologier til at rense affaldsstrømme ombord på nogle af deres skibe, mens byen Orlando har startet et superkritisk rensningsanlæg til behandling af kommunalt slam.
Siger Hicks, "vi er lige ved at komme i gang."
Via NASA