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無重力會產生水漩渦?
台灣學生提案入選日本太空艙實驗計畫

2022/07/21

「亞洲創益合作計畫」(Kibo-ABC)日前發起在國際太空站(ISS)日本實驗艙Kibo的實驗計畫徵募活動,在480人參與、201件提案中,遴選出6件實驗計畫來執行。我國中央大學地球科學系一年級學生蔡志群所提出的「零重力條件下的水渦」實驗,經國家實驗研究院國家太空中心(國研院太空中心)進行國內評比後,再由日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)進行國際評選,最終脫穎而出,預計將在今年秋季,由日本太空人若田光一在太空艙中進行這項實驗。

發展太空科技、推動太空產業是科技部的重點工作之一,國研院太空中心執行科技部政策,積極培育太空科技與產業人才,並推動太空科學普及,協助國內學子參與國際太空科技相關競賽,為台灣培養太空科技的種子。

為促進亞太地區的研究人員能多加運用Kibo實驗艙,亞太區域太空組織論壇(APRSAF)建立了「亞洲創益合作計畫」(Kibo-ABC)。Kibo-ABC提出「亞洲嘗試零重力 2022」(Asian Try Zero-G 2022),是一項邀請年輕人提案簡單太空實驗的計畫,獲選的實驗將實際在Kibo實驗艙進行。日前針對14個Kibo-ABC會員國/地區發出邀請,共吸引480名申請者提出201件提案。在各國進行初選後,再送日本進行決選,總共選出6項提案,其中之一即是由蔡志群所提出。

蔡志群的提案中提到,在地面上用力旋轉裝水的瓶子時,瓶中會產生水渦流;他的實驗計畫將驗證在沒有重力的太空環境中,是否仍會發生水渦旋、以及旋轉體內的水如何表現。

蔡志群預測,如果一個圓柱形瓶子在無重力環境中繞其縱軸旋轉,旋轉後只會產生向心力,水會黏在瓶子的側面,形成中空狀態。另一個預測是如果在太空中將瓶子繞其橫軸旋轉,水會瞬間聚集在瓶子兩端。實驗計畫也包含觀察停止旋轉後的液體狀態。



圖說:蔡志群預測,如果一個圓柱形瓶子在無重力環境中繞其縱軸旋轉,旋轉後只會產生向心力,水會黏在瓶子的側面,形成中空狀態。另一個預測是如果在太空中將瓶子繞其橫軸旋轉,水會瞬間聚集在瓶子兩端。實驗計畫也包含觀察停止旋轉後的液體狀態。

國研院太空中心表示,台灣積極參與這類太空計畫,鼓勵年輕學生與科學家投入太空研究。現已連續三屆參與Kibo-ABC所辦的Kibo機器人比賽,去年也參與太空種子計畫,期能增進台灣民眾與學生對太空科技的興趣,為太空科技與產業的發展扎根。