Je libo kosmické kafíčko?
Astronautům na ISS, kteří musí na stanici zůstat neplánovaně o měsíc déle, zpříjemní život novinka: mohou dát konečně pořádné espresso. Přesněji řečeno ISSpresso, jak zní oficiální název prvního kapslového kávovaru ve vesmíru. Jako jediné zařízení svého druhu dokáže fungovat I v extrémních podmínkách kosmického prostoru a nulové gravitace, kde se fluidní dynamika kapalin a směsí chová zcela jinak než na Zemi.
Zařízení je dílem renomované firmy Lavazza a italské letecké strojírenské firmy Argotec ve spolupráci s italskou kosmickou agenturou ASI. Od 3. května, kdy byl experimentální přístroj na palubu mezinárodní kosmické stanice nainstalován, se může Samantha Cristoforetti, první italská astronautka a členka dlouhodobé mise s názvem Futura, konečně i v kosmu cítit skutečně jako doma. Do historie kosmonautiky se tato kapitánka italského letectva navíc zapíše jako první člověk, který ve vesmíru mohl popít pravé italské espresso.
Kosmický palubní kávovar umožňuje připravovat horké nápoje a omáčky pro posádku ISS. Byl navržen a vyrobený tak, aby dodával stejnou kvalitu kávy jako autentické espresso (emuluje krémový charakter, aroma i teplotu šálků espressa). Skříňka o velikosti tradičního kávovaru (43 x 36 x 42 cm a hmotnosti zhruba 20 kg) v sobě skrývá speciálně upravený kávovar, který, jak konstatuje výrobce, by měl astronautům přinést na ISS chuť a vůni domova a přispět ke zvýšení kvality života na palubě kosmické stanice. Oproti běžným přístrojům na výrobu espresa má však ISSpresso několik specifických úprav - např. speciální ocelovou trubku, která snese tlak přes 400 barů a všechny kritické komponenty jsou z bezpečnostních důvodů redundantní podle specifikací vypracovaných italskou kosmickou agenturou (ASI). Voda o pokojové teplotě je zahřátá, a poté pod tlakem použita k přípravě espressa. Jakmile je káva "nalita", systém automaticky vyčistí poslední část hydraulického okruhu. Zároveň je vytvořen malý tlakový rozdíl uvnitř sáčku, který se používá namísto šálku. Když brčko propichuje váček, je uvolněno aroma kávy.
Samotný vak je vyroben z průhledného plastu, který umožňuje astronautům pozorovat krémovou pěnu jako část tekutiny v rámci dynamického pokusu zaměřeného na studium chování kapalin v kosmu při vysokém tlaku a teplotě.
Hrnečky, které podvádějí gravitaci
I když to na první pohled nemusí tak vypadat, „kavárna“ na ISS je ve skutečnosti seriózní vědecký experiment.
Inženýři Portland State University (PSU) vyvinuli k tomuto účelu speciální poháry, jejichž design umožňuje kosmonautům vychutnat si požitek z kávy a jiných nápojů i v prostředí nízké gravitace kosmické lodi. V prostředí bez gravitace se kapaliny chovají velmi odlišně, než je tomu na Zemi - místo toho, aby se daly „nalít," zachovává kapalina více globulární, kulovitý tvar, který drží pohromadě jeho vlastní povrchové napětí. Tento jev komplikuje i nejzákladnější manévry, jako je pití šálku kávy. Speciální 3D tištěný espresso šálek je proto navržený tak, aby „podváděl“ nízkou gravitaci směrováním kapaliny podél specificky vypočteného obrysu nádoby pro využití kapilárních sil, které simulují působení procesu nalévání. Patentované řešení využívá speciální „chytrou“ geometrii, která umožňuje řízený systém toku kapaliny bez potřeby čerpadel nebo odstředivé síly. Toho je dosaženo tvarem nádoby, který směruje kapalinu do požadovaných míst bez použití pohyblivých částí – využívá pasivního působení vlhkosti a povrchového napětí.
Porce espresa je tvořena komplexem koloidu emulgovaných olejů o nízké hustotě. Právě pozemská gravitace způsobí, že tyto oleje stoupají na povrch a vytvářejí aromatickou pěnu, zatímco mikrogravitační podmínky produkci pěny, finálního prvku decentního šálku espressa, potlačují.
Šest experimentálních pohárků různých tvarů, vytištěných na 3D tiskárně, bylo dopraveno na ISS na palubě rakety SpaceX v únoru 2015. Espresso šálek pro podmínky nulové gravitace je jedním z projektů v rámci experimentů NASA, známých jako „Tok v kapilárním průtokovém kanálu“ (Capillary Channel Flow - CCF) a „Experimenty v kapilárním průtokovém kanálu 2“ (Channel Flow Experiments-2, neboli CFE-2). Tento výzkum má za cíl zlepšit dosavadní počítačové modely a analytické nástroje používané inženýry pro navrhování systémů práce s tekutinami na kosmické lodi v podmínkách nízké gravitace. Experimenty týkající se vývoje pohárů pro stav beztíže nesou oficiální označení Kapilární nápojový experiment NASA. Testy, které mají být provedeny na palubě ISS příští rok, zahrnují jednoduché nápoje, jako jsou čisté šťávy, až po složité nápoje, jako je kakao či tzv. ovocné smoothies.
504
.gif)
