Слой-К

Слой-К

Шифр эксперимента: Слой-К
Направление НПИ: 1. Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса
Секция КНТС: Перспективные технологии освоения космического пространства
Наименование эксперимента: Исследование термокапилярной конвекции многослойной жидкостной системы в условиях микрогравитации
Цель эксперимента:

Исследование конвективных течений, индуцированных термокапиллярным эффектом на межфазной границе, в двухслойной жидкостной системе, а также исследование влияния на структуру конвективных течений контролируемого вибрационного воздействия.

Описание эксперимента:

Эксперимент направлен на:

- изучение течений, возникающих на межфазной границе двухслойной жидкостной системы при создании градиентов температуры вдоль и перпендикулярно границе раздела;

- исследование влияния контролируемого вибрационного воздействия на структуру возникающих конвективных течений;

- сравнение экспериментальных данных с результатами математического моделирования.

При этом осуществляется:

- видеорегистрация структуры конвективных течений при различных градиентах температуры;

- измерение температуры в контрольных точках жидких слоёв;

Предусматривается проведение 3-х типов сеансов КЭ:

1. регистрация структуры конвективных течений при различных градиентах температур в условиях виброизоляции экспериментальных блоков научной аппаратуры;

2. регистрация структуры конвективных течений, возникающих под влиянием контролируемых вибраций (без градиента температур);

3. регистрация структуры конвективных течений при различных градиентах температур, а также под воздействием контролируемых вибраций.

Сеансы типа 1

общее количество 14

длительность одного сеанса 487,5 мин

общая продолжительност ~114 часов

Сеансы типа 2

общее количество 1

длительность одного сеанса 85 мин

общая продолжительность 1,5 часа

Сеансы типа 3

общее количество 6

длительность одного сеанса 120 мин

общая продолжительность 12 часов

Общая продолжительность всех сеансов КЭ ~127,5 ч.

Новизна эксперимента:

Исследования термокапиллярной конвекции многослойной жидкостной системы в условиях микрогравитации проводятся в интересах развития фундаментальной науки и технологии получения материалов, прежде всего, монокристаллов полупроводников с улучшенными характеристиками, в том числе, эталонных образцов.

Научная аппаратура:

Комплект аппаратуры «Модель-К», включая расходуемые материалы (SD карты – 26 шт. и USB SSD диск – 3 шт.), будет доставляться на РС МКС с ТГК «Прогресс-М».

В состав НА входят:

- экспериментальный блок (ЭБ) сменный (до 10 шт.);

- блок питания и управления (БПУ);

- виброзащитная платформа (ВЗП);

- комплект кабелей;

- комплект носителей информации.

Масса ЭБ не более 4,6 кг, масса БПУ не более 8,9 кг, масса ВЗП не более 4,1 кг.

Максимальное энергопотребление НА «Модель-К» - не более 150 Вт.

Ожидаемые результаты:

В результате проведения экспериментов «Слой-К» будет получена картина возникновения и развития термокапиллярной конвекции на границе раздела двух жидкостей при различных тепло-временных режимах. Эти результаты являются научно-технической базой для проведения в условиях микрогравитации бесконтейнерной кристаллизации полупроводниковых монокристаллов, расплав которых защищается жидкой пленкой для подавления конвекции Марангони.

Полученные результаты:

Проведена наземная отработка эксперимента, выпущен Научно-технический отчет «Наземная отработка космических экспериментов и проведение контрольных наземных экспериментов на научной аппаратуре «Модель-К». Корректировка программы космических экспериментов».

Сроки проведения: 2021-2022 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: ФГУП ЦНИИмаш
Организации участники: РКК «Энергия», ЦПК им. Ю.А. Гагарина
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 04.07.2019
Страна: Россия