Планирование длительных полетов к Луне и Марсу ставит вопрос обеспечения космонавтов кислородом для дыхания. Поддерживать дыхание людей на борту космических станций — сложный и дорогой процесс, поэтому для будущих путешествий в космосе нужны более совершенные технологии.
Международная космическая станция (МКС)Это один из крупнейших и самых дорогих проектов в истории человечества. Почти четверть века она вращается вокруг Земли, и за это время учёным и инженерам приходилось решать много задач для поддержания жизни и здоровья находящихся внутри людей.
За сутки экипаж Международной космической станции использует от 2,5 до девяти килограммов кислорода — газа, необходимым для дыхания человека. В настоящее время основным способом его получения в космосе является — электролизЭлектрический ток разлагает молекулу воды на кислород и водород.
Процесс дорогостоящий: электролиз требует большого количества электроэнергии, а эффективное разделение фаз (жидкой, водяной и газовой) до сих пор представляет трудность для людей с тех пор как первые полеты в космос в 1960-х годах.
Чтобы понять, что происходит, представьте себе стакан газировки. На Земле пузырьки углекислого газа поднимаются вверх и выходят из стакана, однако на Международной космической станции… микрогравитационныхВ этих условиях пузырьки будут оставаться подвешенными в жидкости.
Для отделения пузырьков кислорода из водяного раствора на МКС применяют большие центрифуги, занимающие много места и потребляющие большое количество энергии. Использование их при путешествии в отдаленную точку космоса, направленной в сторону противоположную Солнцу, может привести к полному отключению электропитания.
Международная группа учёных из США и Германии, возможно, нашла способ преодолеть эту технологическую проблему. Разработанный метод позволяет эффективно разделять жидкию и газовую фазы в микрогравитации с помощью магнитного поля.
В Германии на специальной установке, называемой Бременской микрогравитационной башнейУченые провели эксперимент в условиях, приближенных к околоземной микрогравитации. Выяснилось, что пузырьки газа могут «приближаться» и «удаляться» друг от друга. неодимового магнитаЕсли поместить его в различные растворы, например, воду или раствор сульфата марганца.
В будущем данная технология может быть использована для создания новых систем кислорода и обеспечения двигателей кораблей водородным топливом, что позволит первым людям совершить дальние космические полеты. На Земле такие магниты найдут применение, например, для очистки сточных вод или загрязненного воздуха.
Исследование опубликовано в журнале npj Microgravity.