El equipo ‘Levitators’ de la Universidad de Durham completa un experimento de hipergravedad

Un equipo de estudiantes de licenciatura en física de la Universidad de Durham terminó su experimento sobre la levitación acústica de campo cercano (NFAL), que es una técnica que utiliza ondas de sonido para levitar y mover objetos pequeños en el aire. Funciona generando ondas de sonido de alta frecuencia que crean un campo acústico, que se puede utilizar para atrapar y mover objetos pequeños.

Esta técnica tiene varias aplicaciones potenciales, incluida la manipulación y el transporte de objetos pequeños y frágiles, la fabricación y la investigación. La principal ventaja de la levitación acústica de campo cercano es que permite manipular objetos pequeños sin contacto físico, lo que puede reducir el riesgo de daños y contaminación. El equipo de Levitators quería comprender el comportamiento de los objetos levitados acústicamente en diferentes condiciones para poder desarrollar aún más esta tecnología. Sin una teoría estándar de aplicación universal que describa el comportamiento de los objetos en NFAL, la hipergravedad puede ser una herramienta útil para juzgar la validez de los modelos actuales. NFAL a menudo se modela como una onda estacionaria con la onda reflejándose en el objeto que levita o por una película de gas a alta presión, creando una fuerza repulsiva en el objeto. Sin embargo, no todo el comportamiento de los objetos levitados está de acuerdo con los modelos cuando se realizan los experimentos; por ejemplo, el objeto es atraído hacia la placa a ciertas distancias y frecuencias.

Hasta que los levitadores completaron sus experimentos, no se habían realizado investigaciones sobre NFAL en condiciones de alta o microgravedad, y el equipo creía que el comportamiento del objeto podría dilucidarse acentuando los factores que aumentan con la alta gravedad. Para realizar estas tareas, el equipo midió la altura de levitación, la frecuencia y amplitud de resonancia y la fuerza neta que actúa sobre el objeto levitado. Tales mediciones se realizaron para diferentes intensidades de gravedad y frecuencias y amplitudes de transductores.

Golpe de desgracias

Originalmente seleccionado a fines de 2020 para una campaña en septiembre de 2021, el equipo sufrió las secuelas de las restricciones de Covid y otros problemas en los suministros logísticos en todo el mundo. Esto provocó retrasos en las entregas de equipos críticos sin los cuales el equipo no podía continuar. Trabajar en estrecha colaboración con los proveedores y tener que administrar los plazos de entrega es una parte crucial de cualquier proyecto grande y, como el equipo descubrió por las malas, si no se puede obtener el hardware, los proyectos se paralizan por completo.

El equipo trabajó en la obtención de alternativas y finalmente montó todo el experimento y logró con éxito la levitación como se esperaba. Todo lo que quedaba era enviar el experimento a los Países Bajos para integrarlo en las góndolas de centrifugadoras de gran diámetro. Las desgracias golpearon al equipo una vez más con retrasos en el envío desde el Reino Unido y también algunas roturas desafortunadas en el camino. Esto significaba que solo una parte del experimento se podía hacer en un corto período de tiempo.

Los estudiantes y la ESA decidieron recuperar el tiempo perdido y hacer que el equipo viniera una vez más a ESA ESTEC unas semanas más tarde para completar su conjunto completo de recopilación de datos justo antes de las vacaciones de fin de año, que concluyeron un par de años tumultuosos. una nota muy positiva. Los datos ahora se analizarán y se enviarán a la ESA para su revisión y, con suerte, se publicarán pronto, finalizando un proyecto largo y incisivo para los estudiantes que, sin duda, fue extremadamente educativo en todo momento.

Si está interesado en participar en programas educativos como lo hicieron los levitadores, construyendo su propio experimento, consulte el Programa PETRI. PETRI permite a los equipos de estudiantes obtener una experiencia práctica y una formación únicas con la Agencia Espacial Europea y sus socios, lo que complementa y mejora el recorrido académico de los estudiantes universitarios. Es una exposición de primera mano al mundo profesional de la investigación y el desarrollo de la ciencia y la tecnología espacial. Los equipos son guiados a través de todos los pasos del desarrollo de su proyecto, desde el concepto hasta las operaciones y el análisis de datos, incluidas las prácticas de ingeniería estándar de la industria, una buena gestión de proyectos, mitigación de riesgos y técnicas efectivas de recaudación de fondos. El programa ofrece múltiples plataformas para realizar el experimento: el Centrífuga de gran diámetrola Torres de descenso ZARMla vuelo parabolico y el Instalación ICECubes a bordo de la Estación Espacial Internacional.