Zespół ekspertów z Uniwersytetu Warwick zademonstrował nową metodę generowania tlenu w mikrograwitacji za pomocą magnesów. Magnesy są używane do przyciągania pęcherzyków powietrza do obszaru, w którym łączą się, co ułatwia ich zebranie w warunkach niskiej grawitacji, zamiast używania ciężkich maszyn, które nie są idealne do zadań. Ważnym problemem rozwiązywanym przez eksperymenty jest pływalność.

A dokładniej, w przestrzeni nie ma naturalnej siły wyporu. Inaczej niż na Ziemi, gdzie pęcherzyki gazu w cieczy unoszą się automatycznie, a ciecz pozostaje na dnie pod wpływem grawitacji, pęcherzyki pozostają zawieszone w ciekłym ośrodku w warunkach mikrograwitacji. Aby rozwiązać ten problem, maszyny na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wykorzystują wirówki do wyrzucania gazu. Jednak maszyny te są bardzo ciężkie, energochłonne i wymagają wielu prac konserwacyjnych.

Nawet badania NASA wykazały, że istniejące systemy, takie jak te używane obecnie do montażu generatorów tlenu na stacji kosmicznej, nie nadają się do długotrwałych misji, takich jak podróż na Marsa i jego planety. W tym miejscu najnowsze badania wykorzystują magnetyzm, aby wyeliminować potrzebę wytwarzania tlenu przez wirówki. Wykorzystując specjalną wieżę spadową w Centrum Zastosowań Technologii Kosmicznych i Mikrograwitacji w Niemczech do symulacji warunków mikrograwitacji w kosmosie, naukowcy przeanalizowali, w jaki sposób magnesy są wykorzystywane do rozdzielania faz, rozdzielania gaz-ciecz.

Rozwiązywanie problemu transportu masy w podróżach kosmicznych

Naukowcy przetestowali różne ciecze, aby zobaczyć, jak sztuczny magnes może być użyty do przyciągania bąbelków do elektrody powierzchniowej w celu łatwej ekstrakcji. Najważniejszą metodą produkcji tlenu w kosmosie jest elektroliza, która polega na przepuszczaniu elektryczności przez wodę w celu oddzielenia atomów wodoru i tlenu. Ale oddzielenie tlenu z ogniwa elektrolitycznego wymaga sztucznej komory wirowania do wirowania i wydalania gazu. Według badań do przyciągania gazu w mikrograwitacji można wykorzystać prosty magnes neodymowy.

Dr Katharina Brinkert, członek zespołu z University of Warwick, skomentowała: „Te oddziaływania mają głębokie implikacje dla dalszego rozwoju systemów o separacji fazowej, takich jak misje kosmiczne. długoterminowe”. Główny autor artykułu, Alvaro Romero-Calvo z University of Colorado w Boulder, twierdzi, że magnesy mogą być wykorzystywane do tworzenia całkowicie pasywnych systemów zbierania tlenu w kosmosie bez potrzeby stosowania dodatkowej energii elektrycznej i ciężkich maszyn.

Wyniki tych badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature NPJ Microgravity. Oświadczenie o alternatywnych metodach pozyskiwania tlenu z Ziemi, oraznbsp; Instrument Mars In-situ Oxygen Resource Experiment (MOXIE) wielkości tostera na pokładzie Perseverance przekształcił dwutlenek węgla w tlen na powierzchni Marsa w kwietniu 2021 r., uzyskując zaledwie 10 gramów tlenu na godzinę, co jest ważnym krokiem w przyszłych misjach .