Effizientes Wärmemanagement ist eine Schlüsseltechnologie für kompakte, leistungsfähige Systeme in der Raumfahrt ebenso wie in terrestrischen Anwendungen. Besonders hohe Wärmeübertragungsraten werden beim Blasensieden erreicht. Unter Mikrogravitation verändern sich jedoch Blasenwachstum, Blasenablösung und Phasenverteilung grundlegend, was die Vorhersagbarkeit und Auslegung von Wärmeübertragern deutlich erschwert.
Das Projekt adressiert diese Herausforderung durch die experimentelle und modellbasierte Untersuchung des Wärmetransports von beheizten Oberflächen in flüssige und dampfförmige Phasen. Referenzdaten aus der „Reference mUltiscale Boiling Investigation“ (RUBI) werden wissenschaftlich begleitet. RUBI ist ein International Space Station (ISS)-Experiment, das Blasensieden an einer beheizten Oberfläche mittels hochauflösender Infrarotthermografie untersucht, um lokale Wärmeflüsse und Blasendynamik unter Mikrogravitation zu quantifizieren. Ergänzend werden Messkampagnen unter reduzierter Schwerkraft im Zuge von Parabelflügen sowie Laboruntersuchungen durchgeführt. Diese ergänzenden Experimente schaffen vergleichbare Randbedingungen, erlauben eine systematische Variation von Betriebsparametern und erweitern den abdeckbaren Parameterraum. Damit liefern sie eine belastbare Brücke zwischen den ISS-Referenzmessungen und der Modell- und Korrelationsentwicklung.
Ein anwendungsnaher Innovationspfad ist dabei FoamPipe. Das Konzept nutzt kapillaren Flüssigkeitstransport in flüssigen Schäumen, um Wärme passiv und robust zu transportieren, insbesondere dort, wo Pumpenleistung, Masse und Bauraum stark limitiert sind. Insgesamt entstehen Auslegungsgrundlagen und Validierungsdaten, die die Entwicklung zuverlässigerer, effizienterer Phasenwechsel-Wärmemanagementsysteme und entsprechender Simulations- und Designwerkzeuge unterstützen, mit Potenzial für Übertragungen in Bereichen wie Elektronikkühlung sowie Prozess- und Energietechnik.
Das Projekt wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der European Space Agency (ESA) finanziert.
