Используя золотую пластинку в качестве цели, ученые из Калифорнийского технологического института получили кислород, воздействуя на молекулы углекислого газа.
Для начала большинства химических реакций необходима энергия, чаще всего подаваемая в виде тепла. Однако недавние исследования демонстрируют, что некоторые редкие реакции способны протекать благодаря кинетической энергии. Молекулы воды могут приобретать высокую скорость и ударять, подобно микроскопическим снарядам, в поверхности, содержащие кислород. Получаемой при таком столкновении энергии достаточно для отделения кислорода от этих поверхностей.
Этот процесс наблюдается на кометах, когда молекулы воды, испаряясь с поверхности, разгоняются солнечным ветром и затем вновь сталкиваются с кометой. Кометы также выделяют углекислый газ, однако исследователи из Калифорнийского технологического института решили проверить, возможно ли выделение кислорода в этом процессе.
К удивлению исследователей, в потоках газа, исходящих от кометы, был обнаружен этот важный для человека газ. Чтобы понять происхождение кислорода — из воды или углекислого газа, ученые решили воспроизвести реакцию в лабораторных условиях. Для этого они использовали золотую фольгу и начали обстреливать ее молекулами CO 2. Анализ газовых потоков, исходящих с поверхности золотой фольги, показал наличие кислорода. Это указывает на то, что он образуется в результате распада углекислого газа.
Это открытие имеет ключевое значение, поскольку для прямого разложения углекислого газа посредством химических реакций требуется значительное количество энергии. На космических станциях и подводных лодках регенерация кислорода осуществляется посредством последовательности реакций, использующих химические вещества. Это означает, что для поддержания необходимого состава воздуха требуется постоянное поступление свежих реагентов.
Новая методика добычи газа, необходимого для поддержания жизни, позволяет обойти эти трудности, поскольку она требует меньше энергии и исключает использование каких-либо реагентов. Специально разработанная установка способна производить кислород. В процессе ионизируют углекислый газ, придавая молекулам электрический заряд, после чего их ускоряют с помощью электрического поля и направляют на поверхность. В результате молекулы углекислого газа распадаются на кислород и атомы углерода, которые впоследствии могут осаждаться в виде сажи на стенках реактора. По утверждению разработчиков, данная технология может быть применена как на космических станциях и подводных лодках, так и в поселениях на Луне и Марсе.
Ранее зонд «Розетта» обнаружил кислород в облаке газа, окружающем комету Чурюмова — Герасименко.