Aalto Ülikool viib läbi esimesed nullgravitatsiooniga saunasimulatsioonid

Esimesed nullgravitatsiooniga saunasimulatsioonid on läbi viidud. Pole välja pakutud, pole slaidil visandatud: käitasid Soome Aalto ülikooli teadlaste ja prantsuse insener, kelle mudel see on, tõelise Soome testsauna valideeritud arvmudelil.

Selleks inseneriks on Corentin Macqueron ja kui saunakujunduses on füüsikaosakond, on ta sellest suurem osa. Tema igapäevane töö on arvutusvedeliku dünaamika Prantsuse tuumakontsernis Orano, kus ta modelleerib ohutustsenaariume. Omal ajal ehitas ta a puuküttega sauna täissoojusmudel NIST’i Fire Dynamics Simulator’is kinnitas selle tegeliku ruumi suhtes, järgis seda elektrisauna mudeliga, avaldas raamatu pikkune kirjanduse ülevaade higistamise teadusest aastal 2024 ja juhtis tähelepanu sellele Saunainnovatsiooni konverents mullu detsembris sauna termilise modelleerimise seisu kohta.

Kui SaunaNews seda lugu esimest korda augustis 14 esitas, oli töö teadaanne: tema firma McQueron Engineering “simuleerib lähikuudel kosmosesaunasid”, mille nimi SaunaX on juba esimesena tähelaevale lennanud. Esimesele versioonile vastates LinkedIn kommentaaris ütleb Macqueron, et ajaskaala on juba ületatud. “Ruumiline saunasimulatsioon on tegelikult juba alanud,” kirjutas ta.

Aalto helistas esimesena

Tõuge tuli Soomest, mitte käivituspakkujalt. Aalto ülikool võttis Macqueroniga ühendust sauna modelleerimise asjus mikrogravitatsioonis ja ta edastas neile kõige paremini kinnitatud lähtepunkti, mis on olemas: oma numbrilise mudeli katsesaunast, mille Soome riiklik tehniliste uuringute keskus VTT ehitas ja instrumenteeris oma 1992. aasta uuringu jaoks. Sauna temperatuurid ja ventilatsioon (Sauna temperatuurid ja ventilatsioon, VTT Uurimismärkmed 1431). See aruanne on olnud saunafüüsika võrdlusandmed kolm aastakümmet ja Macqueron oli seda teinud rekonstrueeris ruumi CFD-s ja kinnitas oma mudeli selle vastu aastal 2023.

Macqueroni sõnul on Aalto meeskond selle mudeliga teinud esimesed nullgravitatsiooni arvutused ja ta on alustanud paralleelselt oma mudeliga, kohandades mudelit 0 g jaoks vastavalt tulemuste selgumisele. Mõlemad pooled kavatsevad lähikuudel rohkem öelda.

Tema kokkuvõte sellest, mis juhtub, kui lülitate gravitatsiooni välja, on puhtaim avaldus probleemist, mida keegi on teinud: “Ilma ujuvuseta kaob lihtsalt üks maapealse sauna füüsika põhimehhanisme: puudub loomulik konvektsioon, tuttav termiline kihistumine ja potentsiaalselt väga erinev löyly.”

Miks gravitatsioon on kogu probleem

Probleem ei ole kuumuses. Macqueroni enda avaldatud mudel vajas 8.75 kilovatti väikese ruumi hoidmiseks 176°F juures, mis on kosmoselaeva jaoks suur, kuid lahendatav. Probleem on selles, et saun töötab gravitatsioonil. Löyly töötab, sest kuum ja niiske õhk on ujuv: see tõuseb kividelt üles, veereb mööda lage ja vajub mööda seinu alla teie õlgadele. Orbiidil puudub ujuvus, seega pole tõusvat auru, virnaefekti ega loomulikku konvektsiooni. Null-g saun on kast vaikset kuuma udu, milles on ventilaator. Kuul tuleb ühe kuuendiku gravitatsiooniga konvektsioon nõrgalt tagasi. Marsil, kolme kaheksandiku juures, veidi rohkem.

Nii et küsimus, mida need simulatsioonid suudavad lahendada, on küsimus, mida kellelgi pole kunagi olnud põhjust küsida: kui palju raskusjõudu löyly vajab, enne kui see käitub nagu löyly? Seda numbrit pole veel olemas ning praegu Aaltos ja McQueron Engineeringis käivad arvutused on esimene katse seda teha. “Nii et võib-olla ei pea esimest kosmosesauna ainult ehitama,” kirjutas Macqueron. “Kõigepealt tuleb seda simuleerida.”

Idee sai alguse Antarktikast

See, mis Macqueroni algselt ära ajas, ei olnud klient. See oli 141-leheküljeline NASA töövõtja aruanne aastast 1987, mille ta leidis agentuuri arhiivi uurides: Inimese kohanemine isoleeritud ja piiratud keskkondadega, uuring üheksa mehe kohta, kes talvitavad Antarktikas Palmeri jaamas. NASA rahastas seda, kuna Antarktika talv on odavaim saadaolev proov pikaks kosmoselennuks ja üks teadlastest, Sybil Carrere, elas jaamas tervelt seitse kuud, jälgides, kuidas meeskond selle koha kõiki ruume kasutas.

Hoone inventari on maetud saun ja sissekanne on väike allalugemise komöödia:

“Kokku teatati sauna kasutamisest 36 tundi. Seda hoonet kasutati ainult isiklikuks tegevuseks. Mitmed inimesed käisid saunas kõige rohkem iga päev kas pärast tööd või pärast jõusaalis treenimist. Isiklike projektide andmed näitavad, et inimesed saunatasid üksi, kuigi oli ka teatamata selle ruumi kasutusi, kui saunas käis korraga neli inimest.”
(Evans, Stokols & Carrere, NASA-CR-181502)

Lugege seda uuesti. Meeskond logis iga seansi soolona. Teadlased vaatasid, kuidas neli inimest korraga sisse läksid. Jaama kõigist tubadest on jõusaal, pubi, laborid, pimekamber ja saun ainsad, mille aruande kohaselt ei ole paberimajandus ja käitumine kokku lepitud. Ühes Maa kõige tugevamini jälgitavas väikekogukonnas oli saun ruum, mida inimesed kasutasid rohkem, kui viitsisid üles kirjutada.

Raport ei tõesta midagi tervise kohta ja Macqueron ei väida, et see nii on. Ei olnud saunagruppi, kontrolli ega üksiku supleja mõõtmist. See salvestab käitumist: kinnised, stressis inimesed, kellel on kindel tuba, valisid kõige kuumema päeva. Mis on ligikaudu leidmine Greenwichi ülikooli meeskond jõudis sel aastal 1,907 osalejate ja tegelike instrumentidega, vaid ühe Antarktika talve ja üheksa mehe hinnaga.

See on varemgi lennanud

Pretsedent on olemas ja see on nõukogulik. Insener Aleksander Massarsky ehitas kokkupandava aurukabiini, mis lendas Saljut 6, Saljut 7 ja Mir, kus tema konto järgi see töötas piisavalt hästi, et kosmonaudid kasutasid selles veniks. See põles koos Miriga 2001-s ja seda ei asendanud miski; rahvusvahelises kosmosejaamas pole isegi dušši. Venemaa elutagamisinstituut käivitas duši- ja saunaarenduse taas 2018-s ja sellest pole midagi avalikku. Massarsky kabiin ehitati ja lennutati ilma ühegi avaldatud simulatsioonita. Seekord on järjekord vastupidine ja maapealne rekord annab ikka ja jälle põhjust tülitada: Palmeri jaamas on endiselt saun ja mullivann. Lõunapooluse jaam lubab meeskonnal vee säästmiseks käia nädalas kaks kaheminutilist dušši ja hoiab sauna töös 200°F juures, kus talvised inimesed kasutavad seda sauna käivitamiseks. 300 Club jookse poolusele miinus 100°F juures. Austraalia jaamades on need olemas. ESA Concordia meeskond saab pühapäeviti oma. Keegi neist agentuuridest ei korraldanud esimesena kohtuprotsessi. Nad muudkui täpsustasid tuba.

Palmeri uuring algas 1985. aasta aprillis. Macqueron sündis samal kuul, kokkusattumus, mille ta märkis ise. Mõned ülesanded valivad oma inseneri.

Parandus, 29. september 2026: selle artikli varasem versioon viitas SaunaNews Macqueroni plaani kajastusele “selle kuu alguses”, nagu oleks see eraldi lugu. See kajastus oli selle artikli esimene versioon, mis avaldati augustis 14 ja mida värskendati augustis 16 pärast tema kommentaari SaunaNews avaldamisrekordi kohaselt.