想象一下地下水和气体渗过土壤和岩层等多孔材料时的样子。在地球上，引力迫使水和气体在穿过地面时相互分离，使水得到净化，并被储存在地下水池中。在这个过程中，引力发挥着极其重要的作用，不仅体现在水的性质方面，还有水再生反应器等化学过程。

目前对地球上的这种渗透原理已了解的非常透彻，甚至是当流体含有不同液体时，其原理也不再是迷。但在微重力下，该过程仍然是一个未解之谜。

“反应器的类型非常多”，NASA格伦研究中心填充床式反应器（PBRE）主要研究人Brian Motil博士说道。“如果是单一相态，也就是只有液体或气体，那么它在微重力下的表现与在地球上的表现基本相同。但如果是两种不同的相态，如密度大不相同的气体和液体，那么他们在地面和太空的表现会非常不同。”

PBRE是一项基本的科学研究，目的在于填补关于两相混合物如何在微重力下穿过多孔介质的信息缺失。下一次的商业补给服务任务中，也就是12月3日，计划将填充床式反应器运往国际空间站，届时，该反应器即可提供答案，帮助设计更有效的太空反应器，尤其是为火星之旅等长期任务做好准备。

空间站和太空任务中使用的反应器至关重要。没有这些反应器，人们将无法在太空中生存。它们可以回收水、清洁空气并提供许多我们习以为常的生命维持过程。由于我们对微重力下双向系统的运作方式认知不足，设计者们无法获得创造更高效系统所必需的工具。

“总体而言，我们在NASA一直做的就是尽量避免两相式反应器，”NASA格伦研究中心项目科学家Enrique Ramé博士说。“这个问题非常复杂，但我们没有办法总是避免两相。有时溶液会出现气泡，最后就不得不接受两相，即使你不希望反应器中出现这种情况。这就会为水回收、空气再生和各类系统的设计者带来难题。”

PBRE察看流体动力时，不涉及任何化学反应。 “PBRE可展现水和空气穿过随机填充的试验台时的大范围流动状况。采用的填充物是3毫米的球形珠子，”NASA格伦研究中心PBRE主要操作人Cathy Frey 说。

研究人员借助两种球珠即可测出穿过不同“润湿”程度的材料的能力，也就是液体附着于表面的能力。其中一个试验台填充的是玻璃珠，而另一个则为不润湿Teflon(TM)球珠。

该实验将对压力和流速进行测量。并借助两部高速高清摄影机捕捉流动状况的画面。

“初始试验完成后，PBRE即可用于其他研究，” Motil说。PBRE将针对未来微重力下的两相反应器开发和验证比例工具和设计工具。还将制定能够让单相填充床摆脱那些不受欢迎的气泡的策略。借助该实验结果，我们在太空中运行反应器的效率可能会高于在地球上的效率，从而助推未来的深空任务。

图片为微重力飞行中捕获到的脉冲流。图片显示的是从左到右的脉冲前沿（图片中“浅色”区域的前沿），应当从上而下读取。填充床式反应器中最好有脉冲流，因为它们可强化相与相之间的接触——从而提高过程效率。