Zespół studencki z koła naukowego AGH Lunar-Technologies, działający przy Wydziale Technologii Kosmicznych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, przeprowadzi eksperyment o nazwie CAPYBARA podczas kampanii lotów parabolicznych realizowanych przy wsparciu Biura Edukacji Europejskiej Agencji Kosmicznej. Studenci poszukają odpowiedzi na pytanie jak zachowuje się ciecz w stanie mikrograwitacji. Badania prowadzone w niecodziennych warunkach mogą przyczynić się do opracowania nowych technologii wykorzystywanych w przyszłych misjach kosmicznych, od systemów zasilania paliwem po podtrzymywanie życia astronautów.
Projekt CAPYBARA (Capillary Absorption and Permeation in Biomimetic Additive Research for Aerospace) został zakwalifikowany do realizacji w ramach ESA Academy Experiments Programme i zostanie przeprowadzony podczas kampanii lotów parabolicznych organizowanej przy wsparciu Biura Edukacji Europejskiej Agencji Kosmicznej w listopadzie 2026 roku. Loty paraboliczne pozwalają uzyskać krótkotrwałe warunki mikrograwitacji, umożliwiające prowadzenie badań, które na Ziemi są niemożliwe do wykonania.
– Celem projektu jest zbadanie efektu kapilarnego w warunkach mikrograwitacji. To zjawisko odpowiada za przemieszczanie się cieczy w wąskich przestrzeniach bez udziału sił zewnętrznych. Występuje powszechnie w przyrodzie, m.in. podczas transportu wody w roślinach oraz w wielu rozwiązaniach technicznych. W technologiach kosmicznych odgrywa szczególnie ważną rolę, ponieważ w przestrzeni kosmicznej kontrolowanie przepływu cieczy jest niezbędne m.in. w systemach zarządzania paliwem, chłodzenia, podtrzymywania życia, czy uprawy roślin – wyjaśnia Filip Wylęgała, koordynator techniczny projektu z koła naukowego AGH Lunar-Technologies.
Hipoteza badawcza młodych naukowców zakłada, że brak wpływu grawitacji pozwoli dokładniej obserwować transport kapilarny cieczy poprzez wyeliminowanie ograniczeń wynikających z ciśnienia hydrostatycznego.
Zespół będzie badać rozprzestrzenianie cieczy w porowatych strukturach (Triple Periodic Minimal Surfaces), projektowanych i wytwarzanych samodzielnie, techniką druku 3D z żywicy MSLA. TPMS to struktury, które charakteryzują się ciągłą siecią porów, wysokim stosunkiem powierzchni do objętości oraz w pełni regulowalną porowatością, co czyni je idealnymi do badania transportu kapilarnego.
Zbadane zostaną dwa kluczowe parametry zjawiska kapilarnego w warunkach mikrograwitacji. Po pierwsze: prędkość przepływu, analizowana poprzez pomiar tempa absorpcji oraz śledzenie położenia frontu cieczy na podstawie nagrań z kamer. Po drugie: wysokość podnoszenia cieczy, czyli to, ile cieczy dana struktura będzie w stanie wchłonąć, co zostanie ocenione na podstawie pomiarów czasu napełniania i głębokości penetracji barwnika. Zbadana zostanie również efektywność różnych geometrii TPMS w celu znalezienia najbardziej wydajnych spośród nich.
– Działanie eksperymentu będzie polegało na kontrolowanym, powolnym dozowaniu cieczy do struktur kapilarnych za pomocą strzykawek w trakcie każdej paraboli. Całość będzie zaprogramowana i sterowana za pomocą miniaturowego komputera Raspberry Pi, pod czujnym nadzorem operatorów, wymieniających stelaże z próbkami kapilarnymi pomiędzy kolejnymi parabolami. Przebieg eksperymentu będzie rejestrowany za pomocą aparatów, które umożliwią analizę transportu cieczy w strukturach. Cała konstrukcja zamknięta będzie w szczelnej, aluminiowej skrzyni, która zabezpieczy przed ewentualnym niepożądanym rozlaniem cieczy – precyzuje Filip Wylęgała, doktorant z AGH.
W ramach wszystkich lotów przetestowane zostanie kilkaset próbek, co zapewni powtarzalność oraz reprezentatywność statystyczną wyników, które następnie zostaną opublikowane w artykułach naukowych. Eksperyment ten może dostarczyć cennych danych, które pomogą w kształtowaniu przyszłych strategii zarządzania cieczami w środowisku kosmicznym.
– Udział w programie organizowanym przy wsparciu Biura Edukacji Europejskiej Agencji Kosmicznej to dla studentów AGH nie tylko możliwość realizacji własnego projektu badawczego, ale także prestiżowe wyróżnienie i szansa na zdobycie doświadczenia w międzynarodowym środowisku naukowym zajmującym się technologiami kosmicznymi. Praca nad eksperymentem oraz jego realizacja podczas kampanii lotów parabolicznych pozwolą członkom zespołu rozwijać kompetencje badawcze we współpracy z ekspertami sektora kosmicznego, zdobywając praktyczne doświadczenie w prowadzeniu zaawansowanych badań w warunkach mikrograwitacji – podkreśla prof. Tadeusz Uhl, Dziekan Wydziału Technologii Kosmicznych, opiekun naukowy projektu.
