Mıknatıslarla oksijen yapmak astronotların rahat nefes almasına yardımcı olabilir

Uzaydaki astronotlar için manyetizma kullanarak oksijen üretmenin potansiyel olarak daha iyi bir yolu, Warwick Üniversitesi’nden bir kimyager de dahil olmak üzere uluslararası bir bilim adamları ekibi tarafından önerildi.

Sonuç, mikro yerçekiminde manyetik faz ayrımı üzerine yayınlanan yeni araştırmadan alınmıştır. npj Mikrogravite Birleşik Krallık’taki Warwick Üniversitesi, Almanya’daki Colorado Boulder Üniversitesi ve Freie Universität Berlin’den araştırmacılar tarafından.

Uluslararası Uzay İstasyonunda ve diğer uzay araçlarında astronotların nefes almasını sağlamak karmaşık ve maliyetli bir süreçtir. İnsanlar Ay veya Mars’a gelecekteki misyonları planlarken daha iyi teknolojiye ihtiyaç duyulacak.

Baş yazar Álvaro Romero-Calvo, yakın zamanda Ph.D. Colorado Üniversitesi’nden mezun olan Boulder, “Uluslararası Uzay İstasyonunda, suyu hidrojen ve oksijene ayıran elektrolitik bir hücre kullanılarak oksijen üretilir, ancak daha sonra bu gazları sistemden çıkarmanız gerekir. NASA Ames’teki bir araştırmacı, aynı mimariyi Mars’a bir geziye uyarlamanın, o kadar önemli kütle ve güvenilirlik cezalarına sahip olacağı ve kullanmanın bir anlamı olmayacağı sonucuna vardı.”

Almanya’daki Warwick Üniversitesi Kimya Bölümü ve Uygulamalı Uzay Teknolojisi ve Mikro Yerçekimi Merkezi’nden (ZARM) Dr. Katharina Brinkert, “azaltılmış yerçekimi ortamlarında verimli faz ayrımı, insan uzay araştırmaları için bir engeldir ve uzaya yapılan ilk uçuşlardan beri bilinmektedir. Mürettebat için oksijen, su elektrolizör sistemlerinde üretildiğinden ve elektrot ile sıvı elektrolitten ayrılmayı gerektirdiğinden, bu fenomen uzay aracındaki yaşam destek sistemi ve Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) için özel bir zorluktur.”

Temel sorun, yüzerliktir.

Bir bardak gazlı soda düşünün. Dünya’da CO kabarcıkları₂ çabucak yukarı doğru süzülür, ancak yerçekimi olmadığında bu baloncukların gidecek hiçbir yeri yoktur. Bunun yerine sıvı içinde asılı kalırlar.

NASA şu anda gazları dışarı atmak için santrifüj kullanıyor, ancak bu makineler büyüktür ve önemli miktarda kütle, güç ve bakım gerektirir. Bu arada ekip, bazı durumlarda mıknatısların aynı sonuçları elde edebileceğini gösteren deneyler yaptı.

Diyamanyetik kuvvetler iyi bilinmesine ve anlaşılmasına rağmen, yerçekimi teknolojiyi Dünya’da göstermeyi zorlaştırdığından, mühendisler tarafından uzay uygulamalarında kullanımları tam olarak araştırılmamıştır.

Almanya’daki Uygulamalı Uzay Teknolojisi ve Mikro Yerçekimi Merkezi’ne (ZARM) girin. Orada, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından finanse edilen araştırmaları devam eden Brinkert, mikro yerçekimi koşullarını simüle eden özel bir düşme kulesi tesisinde ekibi başarılı deneysel testlerde yönetti.

Burada gruplar, Bremen Düşme Kulesi’nde 9.2 saniye boyunca oluşturulan mikro yerçekimi ortamlarında elektrot yüzeylerinden gaz kabarcıklarını ayırmak için bir prosedür geliştirdiler. Bu çalışma, ilk kez, gaz kabarcıklarının, farklı tipteki sulu çözeltilere daldırılarak mikro yerçekiminde basit bir neodimyum mıknatıs tarafından ‘çekilip’ ‘çekildiğini’ ve ‘kovulabildiğini’ göstermektedir.

Araştırma, oksijen sistemleri geliştiren bilim adamları ve mühendislerin yanı sıra sıvıdan gaza faz değişimlerini içeren diğer uzay araştırmaları için yeni yollar açabilir.

Dr. Brinkert, “bu etkilerin, uzun vadeli uzay görevleri gibi faz ayırma sistemlerinin daha da geliştirilmesi için muazzam sonuçları olduğunu ve verimli oksijenin ve örneğin sudaki hidrojen üretiminin (foto-)elektrolizör sistemlerinde olabileceğini öne sürüyor. kaldırma kuvvetinin neredeyse yokluğunda bile elde edildi.”

Colorado Boulder Üniversitesi’nden Profesör Hanspeter Schaub, “Yıllarca süren analitik ve hesaplamalı araştırmalardan sonra, bu şaşırtıcı düşme kulesini Almanya’da kullanabilmek, bu kavramın sıfır-g uzay ortamında çalışacağına dair somut kanıt sağladı” diyor.