隨著對月球和火星的長期任務(wù)的規(guī)劃,為宇航員提供呼吸氧氣的問題變得越來越尖銳。讓人們在空間站上呼吸目前是一個(gè)復(fù)雜且昂貴的過程,因此未來的太空深淵旅行將需要更好的技術(shù)。
太空服中的氧氣供應(yīng)足以在外太空停留大約六到八小時(shí)
國際空間站 (ISS)是人類歷史上最大、最昂貴的項(xiàng)目之一。近四分之一個(gè)世紀(jì)以來,它一直圍繞著我們的星球運(yùn)行,一直以來,科學(xué)家和技術(shù)人員必須解決許多問題,以維護(hù)里面人們的生命和健康。
白天,國際空間站工作人員消耗 2.5 至 9 公斤氧氣,這是人類呼吸所必需的重要?dú)怏w。今天,在太空中生產(chǎn)它的主要方法是水電解:在電流的影響下,水分子分解成其組成成分氧和氫。
事實(shí)證明,這個(gè)過程很昂貴:不僅將寶貴的電力用于電解,而且還存在有效相分離(液體、水和氣體)的問題,這是人類自 1960 年代首次太空飛行以來一直面臨的問題。
要想象它是什么,想象一杯蘇打水。在地球上,二氧化碳氣泡會漂浮在玻璃外,但在國際空間站上,在微重力條件下,氣泡將保持懸浮在液體中。
現(xiàn)在,為了從水“蘇打水”中分離出氧氣氣泡,國際空間站使用了占用大量空間并需要大量能量的大型離心機(jī):在進(jìn)行深空飛行時(shí)使用它們,甚至在相反的方向來自太陽,您可能會完全沒有電。
宇航員 Sergey Krikalev 與 Electron 水電解裝置
但現(xiàn)在,來自美國和德國的一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)似乎已經(jīng)在摸索解決這一技術(shù)問題的可能方法。他們開發(fā)了一種使用磁鐵在微重力下有效分離液相和氣相的方法。
在德國,在一個(gè)名為不來梅微重力塔的特殊設(shè)施中,科學(xué)家們在模擬近地微重力的條件下進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。事實(shí)證明,如果將釹磁鐵浸入不同成分的溶液(例如,純水或硫酸錳溶液)中,氣泡可以“吸引”和“排斥”釹磁鐵。
未來,這項(xiàng)技術(shù)可用于開發(fā)新的氧氣系統(tǒng),并為搭載首批人類進(jìn)行深空飛行的船舶發(fā)動機(jī)提供氫燃料。這種磁鐵將在地球上得到應(yīng)用,例如,用于處理廢水或污染的空氣。
該研究發(fā)表在npj Microgravity雜志上。