منتديات الأستاذ التعليمية التربوية المغربية : فريق واحد لتعليم رائد - في غياب الجاذبية :كيف يشرب رواد الفضاء القهوة؟!

في غياب الجاذبية:كيف يشرب رواد الفضاء القهوة؟!

هل تساءلت يوماً عن كيفية شرب القهوة في الفضاء؟! هي عملية مرهقة مع الإنعدام التام للجاذبية، ولكن قام العلماء بحل هذه المشكلة!

يقول عالم الفيزياء البروفيسور مارك ويسلوجل ( Mark Weislogel ) أن الشيء الطبيعيّ الذي سوف تفكر فيه من الوهلة الأولى هو أن تضع الكوب في فمك و تأخذ رشفةً منه، لكنك عندما تطبق هذا على الحال في الفضاء فلن تخرج القهوة من الكوب أصلاً!! بل في الواقع يجب عليك هزّ الكوب بناحية فمك وتنتظر حتى تنفصل القهوة عن الكوب و تطفو بناحية فمك!!

ولو فكرت قليلاً فسوف تجد أن القهوة ليست السائل الوحيد الذي يصعب التحكم فيه، فهنالك عدة سوائل أخرى مثل: الوقود المنخفض الحرارة الذي يستخدم في الآلات التى تعمل في الفضاء مثل ( الأقمار الصناعية )، و المبردات الحرارية و الماء الصالح للشرب، و البول أيضاً!
http://www.ibda3world.com/file/2013/07/hit-0011.jpg
إن السوائل لا تجري داخل الأنابيب في الفضاء مثلما تجري في الأرض، وهنالك حالات لاتستطيع فيها ضخ المياه آلياً فكيف تستطيع جعلها تتدفق لوحدها؟! هذه المعضلة شكلت تحديًا حقيقيًّا لمهندسي التصميم في الأنظمة التي تستخدم السوائل.
و بسبب ذلك قرر فريق البروفسور مارك ويسلوجل إجراء تجربة التدفق الشعري (the Capillary Flow Experiment) على متن محطة الفضاء الدولية، وكانت نتائج التجربة مدهشة حقاً، و المبدأ الأساسي للتجربة هي نظرية الزاوية الداخلية { the principle of interior corners }

والتي تنص على التالي :

“إذا اتصل سطحان صلبين في زاوية ضيقة بشكل كافٍ, فإن السوائل تحت الجاذبية الصغرى سوف تتدفق بشكل تلقائي في امتداد هذا الاتصال من غير الحاجة لضخها, هذه الخاصية الشعرية يمكن أن تستخدم للتحكم بكل أنواع السوائل في مراكب الفضاء, من الوقود المنخفض الحرارة إلى النفايات معادة التدوير، هذه الظاهرة من الصعب دراستها على الأرض بسبب تأثير الجاذبية و لكن يمكن ملاحظة و إنشاء تدفقات الزاوية الواسعة النطاق على متن محطة الفضائية الدولية “

http://www.ibda3world.com/file/2013/...2m50s_025_.jpg

شاهد شرح البروفيسور مارك للتجربة :
و من خلال دراسة وتطبيق هذا المبدأ تم منح فريق البروفيسور مارك ثلاث براءات إختراع، و من بين هذه الاختراعات . تم اختراع كوب مضاد للجاذبية ” The zero-gravity coffee cup ” و هو كوب لشرب القهوة يعمل تحت تأثير الجاذبية المتناهية الصغر microgravity , و يعمل على مبدأ نظرية ” الزاوية الداخلية ” شاهد بعض الصور :

http://www.ibda3world.com/file/2013/...e-in-space.jpg
http://www.ibda3world.com/file/2013/...uacm0qlbds.jpg

لو لاحظت طريقة سكب القهوة في هذا الفيديو سوف تتعجب لماذا يسكب القهوة بشكل مائل؟! لكن هنا الفضاء و ليس الأرض فلايهم كيف تسكب القهوة، لهذا قال البروفيسور مارك : ” كل تخيلاتنا غير صحيحة، عندما يتعلق الأمر بالتخمين عن ماذا تفعل السوائل في نظام جاذبية جديد غالباً ما نكون في الظلام! ” .

و هذا تصميم مطوَّر من الكوب المضاد للجاذبية ” zero-gravity coffee cup ” من تصميم Travis Baldwin :

http://www.ibda3world.com/file/2013/...offee-cup1.jpg http://www.ibda3world.com/file/2013/...offee-cup2.jpg http://www.ibda3world.com/file/2013/...offee-cup3.jpg http://www.ibda3world.com/file/2013/...fee-cup4-1.jpg http://www.ibda3world.com/file/2013/...offee-cup6.jpg http://www.ibda3world.com/file/2013/...offee-cup7.jpg

يتبع بفيديو من إعداد NASA)وفيه يشرح ما سبق