Технология, повышающая выработку кислорода, может сделать полет на Марс с экипажем более осуществимым
Астронавты на Международной космической станции (астронавт Жасмин Могбели, которая занимается ремонтом) получают кислород с помощью электролиза, при котором вода расщепляется на водород и кислород. Добавление магнита может упростить этот процесс в условиях невесомости.
Получение кислорода в условиях невесомости в космосе — сложная задача. Но ученые сообщают, что добавление простого магнита может упростить процесс электролиза.
Электролиз расщепляет воду на кислород и водород с помощью электричества. Но в условиях невесомости пузырьки газа не поднимаются к поверхности воды. Вместо этого они прилипают к погруженным в воду электродам, препятствуя протеканию реакции. Размещение неодимового магнита рядом с электродом помогает удалить пузырьки, сообщают исследователи в журнале Nature Chemistry от 18 августа.
Система электролиза на борту Международной космической станции вращает воду, чтобы отделить пузырьки. Но этот метод увеличивает объем и сложность. Усовершенствованная система с магнитами может стать ключом к планируемым полетам на Марс. “Поскольку мы отправляемся все дальше в космос, нам действительно нужны надежные системы жизнеобеспечения”, — говорит инженер-аэрокосмист Альваро Ромеро-Кальво из Технологического института Джорджии в Атланте.
Чтобы проверить эту идею, не покидая Земли, Ромеро-Кальво и его коллеги использовали Бременскую десантную башню в Центре прикладных космических технологий и микрогравитации в Германии. Установка катапультирует капсулу на высоту 120 метров, что позволяет проводить эксперименты в условиях, близких к невесомости, когда капсула падает. В ходе экспериментов пузырьки стекали с электродов с магнитами, но прилипали к электродам без них.
Пузырьки кислорода и водорода стекают с электродов в направлении магнитов (слева и справа) в эксперименте, проведенном в условиях, близких к невесомости, на Бременской вышке в Германии».. Акай и др./Nature Chemistry, 2025
Магниты очищают воду от пузырьков двумя различными способами. Магнитное поле придает воде легкую намагниченность. Это приводит к тому, что вода отталкивается от магнита, и пузырьки движутся к нему. Другой эффект возникает, когда в воду добавляют кислоту, как при некоторых методах электролиза. В результате в жидкости образуются ионы, электрически заряженные частицы. Когда ионы движутся через магнитное поле, они испытывают боковое воздействие, которое заставляет жидкость и пузырьки закручиваться.
Движение закручивания может быть использовано для направления пузырьков в центр устройства, где они могут собираться и в конечном итоге использоваться для облегчения дыхания астронавтов.