science
Formation de mousse lors du drainage d’une solution de tensioactif dans un modèle mésoporeux microfluidique
La dynamique de formation de mousse dans l’espace poreux d’un modèle mésoporeux microfluidique a été analysée lors du déplacement de la solution tensioactive par injection de gaz (air) à débit volumétrique constant. L’évolution de la structure de la mousse et la réversibilité du mouvement des gaz (viscosité apparente du gaz) ont été évaluées en fonction de la concentration en tensioactif.
Modèle microfluidique
Des expériences d’injection de fluide ont été réalisées sur un milieu poreux microfluidique modèle en verre borosilicaté, fabriqué par Micronit. Le micromotif est mouillé avec de l’eau et contient une matrice poreuse d’une longueur de 20 mm × une largeur de 10 mm et d’une profondeur de gravure de 20 µm. Les chambres de distribution du débit d’entrée et de sortie ont une largeur de 500 µm. Le dispositif est conçu en plaçant de manière aléatoire des structures en forme de grain de roche pour ressembler à la géométrie réelle d’une tranche de roche de grès. Des corps poreux et des gorges apparaissent entre les structures matricielles solides. La taille approximative du plus petit anneau est de 12 µm, tandis que celle du plus grand est d’environ 250 µm. Le volume poreux est de 2,3 µL, ce qui correspond à une porosité de 0,57. La perméabilité du modèle, selon le fournisseur, est de 2,5 D. Les valeurs absolues de porosité et de perméabilité sont supérieures à celles des roches réservoirs typiques, cependant, travailler avec une géométrie 2D transparente permet de visualiser les événements à l’échelle des pores et la corrélation entre ceux-ci. événements et comportement d’écoulement macroscopique. La figure 1 montre une image du petit modèle. La répartition des phases a évolué dans une zone de 9,33 x 5,32 mm2 Le microcosme, surligné en jaune sur la figure, a été enregistré pendant toute la durée des expériences afin d’évaluer l’évolution de la texture de la mousse et de déterminer le nombre de lamelles dans l’espace poreux. Après avoir atteint un état stable, une image de l’ensemble de l’espace poreux a été obtenue.
Image de la maquette du milieu poreux utilisé dans l’étude. La zone surlignée en jaune représente la région où l’évolution du nombre de plaquettes lors du moussage a été mesurée.
Configuration et procédure expérimentales
Le dispositif expérimental est schématisé sur la figure 2. Les phases aqueuses et gazeuses ont été injectées à l’aide d’un pousse-seringue (Harvard Apparatus) avec des seringues en verre scellées (Hamilton), avec terminaison en téflon et couplage Luer-Lock. Une vanne à trois voies a été utilisée pour connecter le transducteur de pression à la conduite d’injection. Le dispositif microfluidique a été placé sur la platine d’un microscope inversé (Leica DMi8) pour la visualisation. Une caméra Leica MC170 HD a été utilisée pour enregistrer l’évolution de l’injection de gaz et de la formation des plaques au cours de chaque expérience.
La pression différentielle a été mesurée à l’aide d’un transducteur de pression DP15TL (Validyne) placé au-dessus du dispositif microfluidique. Les membranes utilisées ont une finesse de 0,5 % et des plages de pression de 0 à 5 psi et de 0 à 20 psi. Le port était à ciel ouvert.
Afin d’assurer une saturation complète de l’espace poreux avec la phase aqueuse sans bulles de gaz, le microcosme a d’abord été saturé de dioxyde de carbone. Après cette première étape, le modèle a été complètement saturé de phase aqueuse (eau ou solution tensioactive).
La phase aqueuse a été déplacée par injection de gaz à un débit volumétrique constant de \(q_g = 1\) ml/h jusqu’à ce que la pression différentielle atteigne l’état stable. L’éventail des figures poétiques a été exploré \(Ca = \mu _a V / \sigma = 2,1 \times 10^{-5}\) à \(4,1\fois 10^{-5}\). Le nombre capillaire est défini en fonction de la viscosité de la phase aqueuse \(\Mo _a\)la tension superficielle entre les phases \(\sigma\) Et la vitesse de Darcy Cinquième.
Le dodécylsulfate de sodium (SDS) était le tensioactif utilisé dans les expériences. La solution a été préparée en dissolvant le tensioactif en poudre dans de l’eau déminéralisée et filtrée sur un filtre de 0,45 µm. Un colorant aqueux a été ajouté à la solution tensioactive pour mieux distinguer le liquide des autres liquides et de la matrice vitreuse lors des expériences de visualisation.
Des mesures de tension superficielle ont été effectuées dans des solutions aqueuses de SDS afin de déterminer la concentration micellaire critique (CMC) du système. Toutes les mesures ont été effectuées sur un tonomètre DCAT25 par DataPhysics Instruments à l’aide d’une plaque Wilhelmy. Les valeurs de tension superficielle rapportées ont été obtenues à une température constante de 23 °C. La tension superficielle d’équilibre de l’eau avec le colorant rouge utilisé pour préparer les solutions était de 61,6 mN/m. La valeur de la tension superficielle se stabilise à 34,4 mN/m à une concentration de tensioactif suffisamment élevée. La concentration micellaire critique (CMC) mesurée était d’environ 3 g/L.
Quantification par analyse d’images
Les images enregistrées au cours de chaque expérience ont été traitées à l’aide de Fiji Is Just ImageJ.26, qui possède plusieurs plugins intégrés qui facilitent l’analyse scientifique des images. L’objectif principal de l’analyse d’images était d’évaluer la phase aqueuse restante et de déterminer l’évolution de la numération plaquettaire.
Tout d’abord, une image du dispositif entièrement saturé d’air a été utilisée pour déterminer la composition de la matrice solide et l’espace des pores. Cette image s’appelle masque.
Lors du déplacement de la solution tensioactive par injection de gaz, les images acquises toutes les 10 s à partir de la vidéo enregistrée ont été analysées. La figure 3 montre un exemple de ces images. La présence de films liquides délimitant de multiples bulles de gaz est évidente.
Milieu poreux après déplacement de la solution tensioactive par l’air. L’espace poreux présente plusieurs lamelles.
Le plugin s’appelle BUnwarpJ Il a été utilisé pour aligner les images à chaque pas de temps et masquece qui est essentiel pour les soustractions d’images utilisées pour calculer le nombre de plaques. BUnwarpJ Il s’agit d’un algorithme pour l’enregistrement d’images flexible et cohérent27. Les macro-commandes Fidji utilisées pour ce processus sont :
L’étape suivante consistait à dupliquer les deux images. Trois algorithmes de seuillage, Isodata, ont été utilisés28Huang29 Et le triangle30, en fonction des conditions d’éclairage de chaque expérience. Objets pseudo-isolés (moins de 100 pixels2) Il est possible qu’il y ait de la saleté dans le dispositif en verre ou que des impuretés présentes dans les liquides aient été éliminées après la double procédure. Les macro-commandes Fidji utilisées pour ces opérations sont :
Pour isoler les lamelles et supprimer les limites de matrice solide de l’image, une opération booléenne (ET) a été effectuée entre les images binaires et alignée pour chaque pas de temps et l’image inversée. masque. La macro-commande Fidji utilisée pour cette opération est :
En raison de petites différences dans la représentation des joints de grains solides dans les deux images, le processus de soustraction n’est pas idéal et génère de très petits objets. Objets inférieurs à 10 pixels2 Supprimé à l’aide des commandes :
Le résultat de ces opérations est représenté sur la figure 4. Le nombre de plaques n’est pas égal au nombre d’objets isolés sur la figure 4, car différentes plaques peuvent être reliées pour former un seul objet. Pour isoler chaque tranche, les objets sont structurés, ce qui implique de supprimer à plusieurs reprises des pixels des limites des objets jusqu’à ce qu’ils soient réduits à des formes d’un pixel de large. Brancher Analyse du squelette 2D/3D Il est utilisé pour trier la branche, le nœud et le point final de chaque objet et les représenter dans différentes couleurs31. Les nœuds (connexion entre différentes branches) ont une tonalité inférieure à 71, ils peuvent donc être supprimés par un processus de seuillage. Les macro-commandes Fidji utilisées pour ces opérations sont :
Une image claire contenant les plaques.
Le résultat de ces processus est représenté dans la figure 5, qui montre (a) l’image originale, contenant des joints de grains solides et des lamelles, et (b) l’image structurelle après soustraction. masque et (c) l’image dans laquelle les nœuds et les lamelles ne sont pas connectés les uns aux autres.
(une(Image originale, les nœuds sont marqués d’un cercle rouge, (B(Nœuds identifiés dans l’image structurelle, (C) Image avec les nœuds supprimés.
Suite à la série d’opérations sur l’image décrite précédemment, le nombre de plaques est égal au nombre d’objets isolés dans l’image. Lors de la quantification du nombre de plaques, seuls les objets de plus de 15 pixels sont sélectionnés2 (\(\environ 18,2^2 \mu m^2\)) sont considérés. Le nombre de feuilles dans l’image est déterminé par la commande :
Les ensembles de commandes de macro précédents sont regroupés en une seule macro qui peut être exécutée automatiquement et de manière répétée. La macro prenait une image de référence en entrée et parcourait une série d’images contenant des plaques, donnant le nombre de plaques par image en sortie.
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
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science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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science
La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
EspaceX
La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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