Кислород в космосе можно быстро получить из воды и магнитов

Международная группа ученых предложила потенциально успешный способ получения кислорода в космосе с помощью магнетизма. Эта технология — важный прорыв в производстве кислорода из воды без выталкивающей силы.

На МКС кислород вырабатывается с помощью электролитической ячейки, которая расщепляет воду на водород и кислород, но после этого требуется удалить эти газы из системы. Однако проблема в том, что адаптация той же технологии для применения на Марсе приведет к таким значительным потерям массы и надежности, что ее использование не имеет там абсолютно никакого смысла.

Например, на Земле пузырьки CO2 быстро всплывают наверх в стакане газировки. Но если гравитации нет, как в космосе, этим пузырькам некуда деваться. Вместо этого они остаются во взвешенном состоянии в жидкости. NASA в настоящее время использует центрифуги для вытеснения газов, но это оборудование очень громоздкое и требует значительной мощности, а также ему нужно обслуживание. Недавние же эксперименты демонстрируют, что в некоторых случаях магниты могут достигать тех же результатов.

Диамагнетизм — явление хорошо известное и понятное. Однако использование диамагнитных сил инженерами в космосе пока не было полностью изучено из-за того, что в космосе нет гравитации, но она есть на Земле — это мешает изучить явление в условиях космоса. Для исследования, опубликованного в npj Microgravity, его авторы обратились к Башне падения (Фаллтурму) в Бремене, Германия — научному объекту высотой 146 метров, который имитирует условия микрогравитации. Башню построили еще в 1988–1989 годах, чтобы воспроизвести условия невесомости и микрогравитации.  Внутри сооружения находится вертикальная полностью герметичная труба высотой 110 метров, изготовленная из усиленного бетона. В ней свободное падение объекта длится 10 секунд.  свободного падения объекта достигает 10 секунд. 

В башне исследователи воспроизвели процедуру отделения пузырьков газа от поверхностей электродов в условиях микрогравитации, генерируемых в течение 9,2 секунды в башне. Эксперимент продемонстрировал, что пузырьки газа могут притягиваться и отталкиваться от простого неодимового магнита в условиях микрогравитации путем погружения их в различные типы водного раствора. Таким образом, можно сделать вывод, что концепция будет работать в условиях невесомости.

По словам авторов эксперимента, исследование откроет новые возможности для ученых и инженеров, разрабатывающих кислородные системы, а также другие космические технологии, связанные с фазовыми переходами жидкости в газ. Например, оно может быть полезно для долгосрочных космических полетов. Исследователи предположили, что эффективное производство кислорода и, например, водорода может быть достигнуто даже в ближайшем будущем.