Wgląd w tworzenie źródła tlenu na Księżycu lub Marsie

Ustanowienie stałej obecności człowieka na Księżycu lub Marsie wymaga bezpiecznego dostarczania tlenu do życia i uzupełniania paliwa. Elektroliza jest powszechną potencjalną metodą trwałego osiedlania się Księżyca i Marsa.

Metoda elektrolizy polega na przepuszczaniu elektryczności przez układ chemiczny w celu wywołania reakcji. Może wydobywać tlen ze skał księżycowych lub rozszczepiać wodę na wodór i tlen.

Ten temat zwrócił uwagę naukowców kilka lat temu, ponieważ lód wodny może znajdować się zarówno na Księżycu, jak i na Marsie. Jednak nie przeprowadzono badań dotyczących zmniejszania się grawitacji na polach Księżyc i Mars Może wpływać na zaawansowaną elektrolizę gazu w porównaniu z warunkami gruntowymi.

Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców w Uniwersytet w Manchesterze i Uniwersytet w Glasgow Oferuj szczegółowe informacje na temat możliwości stworzenia ścieżki generowania tlenu dla ludzi, aby przez dłuższy czas nazywać Księżyc lub Marsa „domem”. Przeprowadzili kilka eksperymentów, aby określić, jak działa elektroliza w warunkach niskiej grawitacji.

główny architekt projektu, Gunther Just, Powiedział że oni „Mała wirówka, która może generować szereg poziomów grawitacji związanych z Księżycem i Marsem i obsługiwać ją podczas mikrograwitacji w locie parabolicznym, została zaprojektowana i zbudowana w celu usunięcia efektu Powaga. „

„Podczas przeprowadzania eksperymentów w laboratorium nie można uciec przed grawitacją Ziemi; jednak na tle płaszczyzny o niemal zerowej powierzchni na nasze ogniwa elektrolityczne wpływa tylko siła odśrodkowa, dzięki czemu możemy dostosować poziom grawitacji dla każdego z nich. eksperymentować, zmieniając prędkość rotacji”. Wirówki mają cztery ramiona o średnicy 25 cm, każde zawierające ogniwo elektrolityczne z różnymi czujnikami, więc podczas każdej około 18-sekundowej paraboli przeprowadziliśmy cztery jednoczesne eksperymenty na systemie wirowania”.

Te same eksperymenty przeprowadziliśmy również na wirówkach o wadze od 1 do 8 gramów w laboratorium. W tej konfiguracji ramiona oscylowały, aby uwzględnić grawitację w dół. Stwierdzono, że obserwowany trend poniżej 1 g był zgodny z trendem powyżej 1 g, co eksperymentalnie wykazało, że platformy o wysokiej grawitacji mogą być wykorzystywane do przewidywania zachowania elektrolizy w grawitacji księżycowej, usuwając ograniczenia związane z potrzebą złożonych i kosztownych warunków mikrograwitacji . W naszym systemie odkryliśmy, że grawitacja księżycowa wytwarzała o 11% mniej tlenu, gdyby używano tych samych parametrów operacyjnych, co na Ziemi”.

Dodatkowe wymagania dotyczące zasilania były skromniejsze i wynosiły około 1%. Te konkretne wartości dotyczą tylko małych połączeń testowych. Pokazuje, że przy planowaniu budżetów energetycznych lub wydajności produktu dla systemu działającego na Księżycu lub Marsie należy wziąć pod uwagę niską wydajność w środowiskach o niskiej grawitacji.

Numer czasopisma:

1. Bethany Lomax, Przewidywanie wydajności zaawansowanej elektrolizy tlenu na Księżycu i Marsie, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-28147-5