วันที่ 2 ของ TIGERS-X ทีมศึกษาการไหลย้อนกลับของฟองอากาศในระบบ

การปฏิบัติการภารกิจ TIGERS-X บนสถานีอวกาศนานาชาติ ในวันที่สอง ได้เข้าสู่การปฏิบัติงานภายในห้องควบคุมภารกิจ (Mission Control) แห่งใหม่ ซึ่งได้รับการปรับปรุงเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นในการดำเนินงาน และรองรับการเข้าร่วมสังเกตการณ์ของผู้บริหารและผู้มีส่วนเกี่ยวข้องจากภาคส่วนต่าง ๆ ได้โดยตรง

ห้องควบคุมภารกิจแห่งใหม่นี้ได้รับการจัดตั้งขึ้นจากการปรับปรุงห้องประชุมให้เป็นศูนย์ปฏิบัติการมาตรฐานสำหรับการควบคุมภารกิจและการดำเนินงานทางวิทยาศาสตร์ โดยรองรับการทำงานร่วมกันของทีมปฏิบัติการภารกิจ วิศวกร และนักวิจัย ตลอดจนการติดตามข้อมูลจากชุดการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติแบบใกล้เคียงเวลาจริง

ห้องควบคุมภารกิจแห่งใหม่ ที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของทีมวิจัย

ในช่วงเช้าของการปฏิบัติการ ทีมวิจัยได้มุ่งเน้นการศึกษาปรากฏการณ์การไหลย้อนกลับ (Backflow) ที่ตรวจพบก่อนหน้านี้ในช่องการทดลองที่ 1 ของระบบห้องทดลองขนาดเล็กเท่าชิป (Lab-on-a-Chip) ซึ่งพบการเกิดฟองอากาศภายในระบบของไหล โดยทีมงานได้ดำเนินการทดสอบภายใต้ขั้นตอนการปฏิบัติงานตามปกติ (Nominal Operation) เพื่อพยายามจำลองปรากฏการณ์ดังกล่าว และพบเบาะแสที่อาจบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ระหว่างฟองอากาศกับบริเวณรอยต่อระหว่างน้ำมันและของไหลภายในระบบ

จากผลการสังเกตการณ์เบื้องต้น ทีมวิจัยได้ตั้งสมมติฐานหลายประการเพื่ออธิบายสาเหตุของปรากฏการณ์ดังกล่าว แม้ในขณะนี้ยังไม่สามารถสรุปสาเหตุที่แน่ชัดได้ เนื่องจากอาจเกี่ยวข้องกับกลไกทางฟิสิกส์ของของไหลหลายรูปแบบที่เกิดขึ้นเฉพาะในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำบนสถานีอวกาศนานาชาติ

หนึ่งในสมมติฐานที่อยู่ระหว่างการศึกษาคือ ความเป็นไปได้ที่อากาศจากถุงเก็บของเสีย (Waste Bag) อาจก่อให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็ก หรือ “Micro-Bubbles” บริเวณรอยต่อของน้ำมันภายในระบบ โดยในสภาวะไร้น้ำหนัก แรงตึงผิว (Surface Tension) มีบทบาทสำคัญต่อพฤติกรรมของของไหลมากกว่าบนโลก ส่งผลให้ฟองอากาศขนาดเล็กเหล่านี้อาจเคลื่อนที่ย้อนกลับผ่านระบบได้ แม้จะมีวาล์วกันกลับ (Check Valve) ที่ถูกออกแบบมาเพื่อควบคุมทิศทางการไหลเพียงทิศทางเดียวก็ตาม

นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังอยู่ระหว่างการตรวจสอบความเป็นไปได้ที่วาล์วกันกลับอาจเกิดการไหลย้อนกลับในปริมาณเล็กน้อยจากแรงดันภายในระบบที่เปลี่ยนแปลงเป็นจังหวะระหว่างการดำเนินการทดลอง เนื่องจากระบบ TIGERS-X เป็นระบบปิด (Closed-Loop System) ซึ่งมีช่องทางในการระบายแรงดันจำกัด แตกต่างจากระบบของไหลทั่วไปบนโลกที่สามารถระบายแรงดันส่วนเกินผ่านระบบระบายอากาศหรือกลไกความปลอดภัยอื่น ๆ ได้ จึงอาจก่อให้เกิดสภาวะการไหลย้อนกลับชั่วคราวภายในระบบ นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังพิจารณาความเป็นไปได้ของการรั่วซึมขนาดเล็กในบางส่วนของระบบของไหลว่าอาจเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ดังกล่าว

อีกหนึ่งสมมติฐานที่กำลังได้รับความสนใจคือ ฟองอากาศขนาดเล็กอาจค่อย ๆ ขยายขนาดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป อันเป็นผลจากพฤติกรรมเฉพาะของของไหลในสภาวะไร้น้ำหนัก ซึ่งไม่มีการพาความร้อนตามแรงลอยตัว (Buoyancy-Driven Convection) และไม่มีการตกตะกอนจากแรงโน้มถ่วง ทำให้แรงตึงผิวและแรงแคปิลลารี (Capillary Forces) กลายเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดพฤติกรรมของของไหล ภายใต้สภาวะดังกล่าว ฟองอากาศขนาดเล็กอาจรวมตัวกัน สะสมก๊าซที่ละลายอยู่ หรือคงสภาพลอยตัวอยู่ภายในระบบเป็นเวลานาน ส่งผลให้เกิดฟองอากาศขนาดใหญ่ขึ้นระหว่างการปฏิบัติการได้ อย่างไรก็ตาม พฤติกรรมในลักษณะเดียวกันนี้ยังไม่ถูกพบในช่องการทดลองที่ 3 (Channel 3) ซึ่งอาจบ่งชี้ว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะของของไหล รูปทรงเรขาคณิตของระบบ หรือสภาวะแรงดันที่แตกต่างกันในแต่ละช่องการทดลอง

นักวิจัยขณะวางแผนการศึกษาพฤติกรรมของของไหลในรอบการทดลองถัดไป

ในช่วงบ่าย ทีมวิจัยได้หารือร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ของไหล (Fluid Science) เพื่อสำรวจโอกาสทางวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมที่อาจเกิดขึ้นจากการค้นพบพฤติกรรมของของไหลในสภาวะไร้น้ำหนักครั้งนี้ ซึ่งอาจนำไปสู่แนวทางการศึกษาและการทดลองใหม่ ๆ ในอนาคต

ขณะเดียวกัน ทีมปฏิบัติการได้ดำเนินการดาวน์โหลด ตรวจสอบ และจัดหมวดหมู่ข้อมูลภาพจากการทดลองอย่างต่อเนื่อง เพื่อสนับสนุนการวางแผนการปฏิบัติงานและการวิเคราะห์ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ในช่วงหลายวันข้างหน้า โดยการสืบสวนและติดตามสาเหตุของปรากฏการณ์ดังกล่าวจะยังคงดำเนินต่อไปตลอดระยะเวลาของการปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ในภารกิจ TIGERS-X

Public Affairs Officer