Przełom w kosmosie? Naukowcy odkryli prosty sposób na produkcję tlenu poza Ziemią!
Od lat sześćdziesiątych, kiedy pierwszy człowiek opuścił Ziemię, problem zapewnienia niezależnego i wydajnego źródła tlenu w przestrzeni kosmicznej spędza sen z powiek inżynierom. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej stosuje się skomplikowane i energochłonne systemy, które działają skutecznie, ale nie nadają się do misji długoterminowych, takich jak podróż na Marsa. Każdy dodatkowy kilogram sprzętu i każdy wat energii w kosmosie są na wagę złota, dlatego poszukiwanie prostszych rozwiązań stało się priorytetem.
Nad tym zagadnieniem pochylił się międzynarodowy zespół badaczy z University of Warwick, Georgia Institute of Technology oraz Centrum Stosowanych Technologii Kosmicznych i Mikrograwitacji (ZARM) w Bremie. Naukowcy zaprezentowali innowacyjną metodę wykorzystującą pola magnetyczne, dzięki której separacja tlenu z wody w warunkach mikrograwitacji staje się o wiele prostsza. Odkrycie to daje szansę na stworzenie lżejszych i bardziej zrównoważonych systemów podtrzymywania życia, które będą fundamentem przyszłych misji kosmicznych.
Kluczowy problem polega na tym, że w stanie nieważkości pęcherzyki gazu powstające podczas elektrolizy wody nie unoszą się ku górze, lecz przywierają do elektrod. Na ISS ten efekt niweluje się skomplikowanymi układami mechanicznymi, które jednak pochłaniają dużo energii. Nowa metoda zakłada wykorzystanie magnesów trwałych, które w prosty sposób kierują pęcherzyki w stronę punktów zbiorczych. Dzięki temu proces można prowadzić pasywnie, bez dodatkowych i energochłonnych urządzeń.
Naukowcy opracowali dwa uzupełniające się podejścia. Pierwsze bazuje na naturalnej reakcji wody na pole magnetyczne w warunkach mikrograwitacji, co pozwala ukierunkować pęcherzyki gazu. Drugie wykorzystuje siły magnetohydrodynamiczne powstające w wyniku interakcji między polem magnetycznym a prądem elektrycznym generowanym w trakcie elektrolizy. W efekcie powstaje wir w cieczy, który oddziela tlen od wody, pełniąc funkcję podobną do wirówki mechanicznej, lecz bez ruchomych elementów.
Na opracowanie tego przełomu zespół potrzebował czterech lat. Koncepcję stworzył Álvaro Romero-Calvo z Georgia Tech, a badacze z Warwick pod kierownictwem Kathariny Brinkert zaprojektowali eksperymenty i przeprowadzili testy w wieży mikrograwitacyjnej w Bremie. Teraz naukowcy planują dalsze testy podczas lotów suborbitalnych. Jeżeli system sprawdzi się w praktyce, może stać się podstawą nowych technologii, które pozwolą ludziom podróżować w kosmos dalej i na dłużej niż kiedykolwiek wcześniej.
Źródło: University of Warwick
Czytaj też: Blue Origin szykuje wyjątkowy lot – ponad 40 eksperymentów poleci w misji New Shepard NS-35!
Grafika tytułowa: NASA / Unsplash
