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流体科学実験室は、アレーニア・スパツィオ、OHBシステム、およびヴェルハールト・デザイン・アンド・デベロップメントによって製造された、コロンバスで使用するために設計された欧州宇宙機関（ESA）の科学ペイロードです。[ 1 ]これは、微小重力条件下で流体物理学の研究を行うためのマルチユーザー施設です。完全自動モードまたは半自動モードで操作でき、ISSの宇宙飛行士が機上から制御することも、いわゆるテレサイエンスモードで地上から制御することもできます。
宇宙空間で流体科学実験を行う主な目的は、重力のない状態で動的現象を研究することである。微小重力下では、重力はほぼ完全に排除されるため、重力による対流、沈降、成層化、および流体静圧が大幅に減少し、通常は重力によって隠されてしまう流体力学的効果を研究することが可能となる。これらの効果には、拡散制御による熱および物質移動が含まれる。
重力による対流がないため、熱処理、相転移、拡散輸送、化学反応などの過程で生じる密度勾配（不均一な質量分布）による悪影響が排除されます。地上のプロセスにおける対流は強力な擾乱要因であり、その影響を高い精度で予測することはほとんど不可能で、流体中の熱および物質移動を支配します。
こうしたプロセスを正確に制御する能力は依然として限られており、その完全な理解には、微小重力下で関連理論を開発・検証するための明確なモデル実験を実施するなど、さらなる基礎研究が必要である。これにより、地球上での製造プロセスの最適化が促進され、半導体などの高付加価値製品の品質向上につながるはずである。
流体科学実験室は、国際標準ペイロードラック1台を完全に占有しています。施設の中核要素は、光学診断モジュールと中央実験モジュールで構成され、実験コンテナはこれらのモジュールに順次挿入され、操作されます。光学診断モジュールには、視覚観測および干渉観測用の機器、それらに関連する制御電子機器、および前面取り付けカメラの取り付けポイントとインターフェースが収容されています。中央実験モジュールは、次の2つの部分に分かれています。
実験はFSL実験コンテナ（FSL EC）に組み込む必要があります。ECは、標準質量が25～30キログラム（55～66ポンド）、最大質量が40キログラム（88ポンド） 、標準寸法が400×270×280 mm（15.7×10.6×11.0インチ）で、流体セルアセンブリ、必要なプロセス刺激、専用電子機器などを収容するのに十分なスペースを提供します。
流体科学実験室では、実験観察のために以下の設備を備えています。
予備部品、特殊工具、消耗品（洗浄剤など）、実験および診断校正用のフロントマウントカメラや光学基準ターゲットといった飛行支援機器も機内に搭載され、顧客の実験をサポートします。
流体科学研究所では、近年の技術開発の進展などにより、いくつかのアップグレードが実施されました。中でも特筆すべきは、カナダ宇宙庁が開発した新しいビデオ管理ユニット（VMU）と微小重力振動遮断サブシステム（MVIS）です。科学者は、MVISを起動することで、実験装置と光学診断装置を（磁気浮上によって）宇宙ステーションの重力振動による外乱から隔離することができます。VMUは、2018年6月にアレクサンダー・ゲルストによって設置され、最近のCompGranミッションにおいて既に優れた科学データを提供しています。MVISシステムは、2019年8月から開始される予定の参照マルチスケール沸騰ミッションで初めて活用される予定です。
FSLはESAの分散型ペイロード運用コンセプトに従って運用されています。FSLの施設責任センター（FRC）は、イタリアのナポリにあるMARSでしたが、現在はベルギーのブリュッセルにあるBUSOCベルギーユーザーサポートおよび運用センターとなっています。[ 2 ] [ 3 ]
この記事には、NASAの流体科学研究所（FSL）のパブリックドメイン資料が含まれています。