우주선 심우주 탐사 임무에서 저온 추진제 저장 탱크 내 유체는 종종 복잡한 가변 과부하 환경을 겪으며, 이 과정에서 기액 계면이 급격히 변화하여 강한 상변화 열전달 및 열역학 상태 변화를 유발한다. 본 논문은 낙하실험을 기반으로 액체 산소 재배치 실험 시스템을 구축하였으며, 미중력 전환 과정에서 기액 계면 형태, 기상 온도 및 압력의 동적 변화를 관찰하고 기록하였다. 결과에 따르면 정상 중력에서 미중력으로 전환되는 낙하 단계에서 액체 산소 삼상 접촉선이 저장 탱크 벽을 따라 상승하고 최초 후퇴 시 벽면에 잔류 액체 층이 형성된다. 접촉선 상승으로 인해 기액 계면 면적이 증가하여 계면 부근 액체 산소가 지속적으로 증발하며, 중첩된 잔류 액체 층의 영향으로 압력 상승 속도가 증가한다. 계면에서 15.2 mm 떨어진 지점의 온도 변화는 고체벽 열전달뿐만 아니라 계면 진동에 의해 발생한 저온 기체 흐름의 간섭에도 영향을 받으며, 전체 2.5초 재배치 과정에서 해당 측정점의 온도 증가량은 다른 두 온도 센서보다 낮았다. 본 연구는 저온 추진제 궤도 내 관리 장치 설계 및 재배치 시뮬레이션 모델 검증에 중요한 실험적 근거를 제공한다.

액체 산소;낙하실험;미중력;계면