Em missões de exploração espacial profunda de naves espaciais, o fluido dentro do tanque de propelente criogênico normalmente passa por ambientes complexos de variações de sobrecarga, durante os quais a interface gás-líquido sofre mudanças intensas, provocando forte transferência de calor por mudança de fase e respostas às alterações do estado térmico. Este artigo, baseado em experimentos de queda livre, construiu um sistema experimental de realocação de oxigênio líquido, observando e registrando as mudanças dinâmicas na forma da interface gás-líquido, temperatura e pressão da fase gasosa durante o processo de transição para microgravidade. Os resultados mostram que: na fase de queda da gravidade normal para a microgravidade, a linha tripla de contato do oxigênio líquido sobe ao longo da parede do tanque e forma uma camada residual de líquido na parede durante a primeira retração. Como a elevação da linha de contato aumenta a área da interface gás-líquido, o oxigênio líquido continua a evaporar próximo à interface, e somado ao efeito da camada residual de líquido, isso acaba por aumentar a taxa de pressurização. A variação de temperatura a 15,2 mm da interface é influenciada não apenas pela transferência de calor pela parede sólida, mas também pelo fluxo de gás frio causado pela oscilação da interface. Durante todo o processo de realocação de 2,5 s, o aumento de temperatura neste ponto de medição foi menor do que nos outros dois sensores de temperatura. Este estudo fornece uma base experimental importante para o projeto de dispositivos de gerenciamento de propelentes criogênicos em órbita e para a validação de modelos de simulação de realocação.

oxigênio líquido;experimento de queda livre;microgravidade;interface