Дослідники з Великобританії з’ясували, як знижена гравітація на Місяці і Марсі вплине на ефективність отримання кисню методом електролізу. Результати роботи допоможуть підвищити надійність систем життєзабезпечення при проєктуванні пілотованих космічних місій на інші планети і супутники.
Для створення придатних для життя поселень за межами Землі необхідно мати надійне джерело кисню. Воно знадобиться не тільки для життєзабезпечення астронавтів, але і для отримання палива для метан-кисневих двигунів (наприклад, того ж Starship Ілона Маска). Електроліз давно розглядають як найбільш привабливий метод отримання кисню на Місяці і Марсі з водного льоду, який, як відомо, присутній на поверхні цих тіл.
Сам процес отримання кисню методом електролізу може здатися досить простим: через електроліт (наприклад, місячний або марсіанський водний лід) пропускається електричний струм, і в результаті реакцій, які проходять на електродах виділяються кисень і водень. Однак є тонкість: від того, як поводяться бульбашки кисню, що утворюються на електродах, сильно залежить електрохімічна ефективність всього процесу.
У теорії при зниженій гравітації бульбашки газу можуть довше залишатися на поверхні електрода і створювати резистивний шар, тим самим знижуючи ефективність виробництва кисню. Група дослідників з Університету Манчестера і Університету Глазго (Великобританія) вирішила вперше експериментально перевірити цю гіпотезу. Стаття з результатами дослідження опублікована в журналі Nature Communications.
- Стероїди виявилися ефективними проти супербактерій
- Нейрони в мозку людини і мережа галактик виявилися схожі
- Сон, вправи та настрій впливають на роботу мозку тижнями
Провідний інженер проєкту Гюнтер Джаст (Gunter Just) пояснює: «ми спроєктували і побудували невелику центрифугу, яка створює різні рівні гравітації, в тому числі відповідні Місяцю й Марсу, і використовували її в умовах мікрогравітації під час параболічного польоту, щоб усунути вплив гравітації Землі».
Згідно з результатами дослідження, електрохімічна комірка буде виробляти на 11% менше кисню при роботі в умовах місячної гравітації і на 6%, якщо буде працювати при гравітації Марса. Проте цей ефект можна компенсувати, підвищивши робочий потенціал електродів, а значить і енергоспоживання електролізера, змінивши форму або структуру електродів або створивши примусову конвекцію в системі.
«Необхідна додаткова потужність була більш скромною і становила близько 1% — зазначив Джаст. – Ці значення відносяться тільки до невеликої випробувальної камери, але демонструють, що зниження ефективності в умовах низької гравітації необхідно враховувати при розрахунку необхідної потужності або кількості виробленого кисню для системи, що працює на Місяці або Марсі».