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Jue, Mar

G. Fischfeld, A. Affranchino, A. Di Loreto

Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Universidad Nacional de Rosario, Argentina
Av. Pellegrini 250, CP 2000 Rosario, Argentina
gfischfeld@arnet.com.ar

Resumen

El experimento CRISTANAR activo se desarrolla dentro del Proyecto SEM – 11 de NASA y tiene como objetivo principal estudiar el efecto de microgravedad sobre el crecimiento y las propiedades electroópticas de cristales KDP (fosfato diácido de potasio, KH2PO4). En el mismo lapso de tiempo, con igual proceso térmico y equipamiento, se crecerán cristales en la Tierra que serán utilizados para comparar su morfología y el coeficiente electroóptico con los crecidos en microgravedad.

Nuestro grupo de trabajo realiza estudios sobre cristales KDP desde hace seis años, principalmente a través de dos áreas de investigación, el crecimiento de los cristales y sus propiedades electroópticas.

El crecimiento de cristales se realiza mediante el método de sobresaturación en solución acuosa por descenso de temperatura. Se han obtenido cristales de calidad óptica adecuada y dimensiones de hasta 140 mm x 30 mm x 30 mm, tanto puros como dopados con compuestos de Boro.

Dentro del área de propiedades electroópticas, se ha estudiado el comportamiento del coeficiente electroóptico r63 en función de la temperatura y actualmente, se investiga el efecto de radiaciones nucleares sobre dicho coeficiente en cristales borados y no borados.

El experimento CRISTANAR reúne las condiciones de seguridad y almacenamiento previos al vuelo requeridos por el proyecto SEM. En función de las mismas se diseñó el siguiente proceso de crecimiento en microgravedad. Un ciclo térmico somete al cristal a una disolución parcial en órbita en un corto tiempo, para luego realizar un crecimiento lento durante la mayor parte del vuelo, por el método de sobresaturación descripto anteriormente. De este modo se puede mantener la solución y el cristal en equilibrio de crecimiento (la cantidad de KDP que se disuelve en cierto lapso de tiempo, es igual a la que incorpora el cristal) a la temperatura de almacenamiento previo al vuelo.

Los cristales se crecerán en cuatro recipientes de 10 cm3 cada uno, con distintos volúmenes de solución y masas cristalinas, de manera tal de dar mayor versatilidad al experimento. La temperatura de almacenamiento del conjunto previo al vuelo, se considera entre 18 C y 21 C según datos del programa SEM.

Un control automático electrónico con el solo inicio de la operación por parte de los astronautas, controlará el proceso térmico. Este consistirá en elevar la temperatura entre 45 y 60 C durante un día con una estabilidad de +/- 0.1 C, para luego comenzar en descenso a una velocidad de 1 C / día durante el resto del vuelo. El sistema electrónico tiene tres partes incorporadas. La primera permite mantener la estabilidad de temperatura dentro del error mencionado, a partir de una referencia. La segunda permite mantener la temperatura dentro del valor de referencia con la condición que el medio exterior, que contiene el experimento, puede estar a una temperatura superior (60C máximo) o inferior (-20C mínimo), con lo cual s un sistema que permite calentar o enfriar el conjunto solución cristal. El tercer componente del control, entrega un valor de referencia según la etapa del proceso térmico que se realice.

Finalizado el vuelo, el cristal recristalizado en microgravedad permanece en equilibrio térmico con la solución acuosa de KDP, que actúa como medio de preservación. En la siguiente fotografía se muestra el sistema calefactor enfriador y los cuatro recipientes de crecimiento.

Referencias en Internet
http://www.wff.nasa.gov/~sspp/sem/new/sem11.html
http://www.wff.nasa.gov/~sspp/

EXPERIMENTO CRISTANAR ACTIVO

EXPERIMENTO CRISTANAR ACTIVO

EXPERIMENTO CRISTANAR ACTIVO