Magnesy mogą rozwiązać problem z tlenem podczas podróży w kosmos
Wykorzystanie magnesów do wytwarzania tlenu w mikrograwitacji zostało udowodnione przez zespół naukowców z Uniwersytetu Warwick. Zamiast używać nieporęcznego sprzętu, który nie jest idealny na długie podróże, bąbelki są przyciągane przez magnesy, tworząc jedno miejsce, w którym można je zbierać przy niskiej grawitacji. Kluczową kwestią poruszaną w badaniach jest pływalność. Dokładniej, brak naturalnej pływalności w przestrzeni.
Wpływ grawitacji na pęcherzyki cieczy jest inny niż na Ziemi, gdzie pęcherzyki gazu w cieczy unoszą się pod wpływem grawitacji. Pęcherzyki pozostają zawieszone w ciekłym ośrodku w warunkach mikrograwitacji, inaczej niż na Ziemi, gdzie unoszą się do góry pod wpływem sił grawitacyjnych. Aby obejść ten problem, sprzęt stacji kosmicznej wykorzystuje wirówki do usuwania gazów. Maszyny te są ciężkie, zużywają dużo energii elektrycznej i wymagają wielu prac konserwacyjnych.
Według badań NASA obecne technologie, takie jak te, które są obecnie używane do montażu generatora tlenu na stacji kosmicznej, zostały uznane za nieodpowiednie do długoterminowych misji, takich jak podróż na Marsa i poza nim. W tym miejscu w grę wchodzą najnowsze badania nad wykorzystaniem magnetyzmu w celu wyeliminowania potrzeby stosowania wirówek do produkcji tlenu. Naukowcy eksperymentowali z technikami separacji magnetycznej w kosmosie podczas pierwszej indyjskiej misji kapsuły kosmicznej. Badali, w jaki sposób magnesy można wykorzystać do rozdzielania faz gazu i cieczy w warunkach mikrograwitacji w Niemczech, korzystając z unikalnej wieży w Centrum Stosowanej Technologii Kosmicznej i Mikrograwitacji.
W nowym badaniu naukowcy eksperymentowali z różnymi cieczami, aby ustalić, czy sztuczny magnes można wykorzystać do rysowania bąbelków na powierzchni elektrody w celu łatwiejszego wyszukiwania. Najczęstszym podejściem do wytwarzania tlenu w kosmosie jest elektroliza, która polega na przepuszczaniu elektryczności przez wodę w celu oddzielenia atomów wodoru i tlenu. Jednak usuwanie tlenu z komórki wymaga zastosowania sztucznej komory wirówkowej, która obraca i wypiera gaz. Według badań do ekstrakcji gazu w mikrograwitacji można użyć prostego magnesu neodymowego.
Dr Katharina Brinkert, członek zespołu badawczego z Uniwersytetu Warwick, dodała, że „te wpływy mają dalekosiężne implikacje dla rozwoju technologii separacji faz, takich jak dalekie podróże kosmiczne”. Główny autor, Alvaro Romero-Calvo z University of Colorado Boulder, powiedział, że magnesy mogą być wykorzystywane do tworzenia całkowicie pasywnych systemów do ekstrakcji tlenu w kosmosie bez konieczności dodatkowego zasilania lub nieporęcznego sprzętu.
Wyniki tego badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nature NPJ Microgravity. Zgodnie z wcześniejszymi badaniami, instrument MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) wielkości tostera na pokładzie Perseverance przekształcił dwutlenek węgla w tlen na powierzchni Marsa w kwietniu 2021 roku. Chociaż głównym celem maszyny jest wytwarzanie zaledwie 10 gramów tlenu na godzinę, jest to ważny krok naprzód w przyszłych misjach.