Космическите мисии имат проблем: откъде да дойде кислородът
В края на предишния месец сложи нов връх за добиване на О2 на Марс. Това стана с инструмента Moxie (Mars Oxygen in Situ Resource Utilization Experiment) - дребен уред, който получи О2 от рехавата атмосфера на планетата. Според профилираното издание MOXIE е работил на цялостен потенциал по-рано през месеца и е надхвърлил два пъти поставената цел, работейки съвсем час, с цел да създаде 12 грама О2.
Едва 18-килограмовата машина, извличаща с помпа марсиански въздух и отделяща кислорода от него, е с надалеч по-малък потенциал от набирания на борда на Международната галактическа станция (МКС) сред 2.3 и 9 кг О2 на ден. Търсенето на нови начини обаче е неизбежно за галактическите организации, промишленост и проучвателен центрове, които търсят преференциални способи да подсигурят ресурси за бъдещите, (вероятно) все по-отдалечаващи се от Земята задачи.
Какво вършат в този момент астронавтите, с цел да си набират О2, и какви обещаващи технологии преглеждат учените?
Как се получава кислодорът на борда на МКС
Повечето галактически апарати с екипаж разполагат със лични ресурси О2, само че задачите им нормално са краткотрайни.
Международната галактическа станция е изключение. Тя е в орбита от 1988 година и все още разчита на три метода:
С килородни генератори. Това е главният способ. При него се употребяват съветската система " Електрон " и американската ECLSS. Двете устройства, всяко в друг модул на МКС, правят електролиза - ток минава през вода от позитивно зареден електрод към негативно зареден (от анод към катод). Във водата се прибавя сол за по-добра проводимост. Водата се разделя на водород и О2 като газ. Остатъчният водород се смесва с въглероден диоксид за приемане на метан и вода (метанът се изхвърля в космоса като отпадък).
Генераторите работят с електричество от слънчевите панели на МКС. Водата пък се доставя с апарати от Земята, само че и с кондензатори, които могат да извличат водни пари от въздуха. Водата може да се рециклира и от урината на астронавтите. Както астронавтът Дъглас Уилок: " Вчерашното кафе е утрешното кафе. "
Китайската галактическа станция, че към този момент обезпечава целия си необходим О2 посредством регенериране, а 95% от водата - посредством преработване.
Кислородни резервоари под налягане. В този случай кислоросът се доставя непосредствено от Земята и се изпомпва, паралелно (в други резервоари) с азот. Станцията смесва газовете в съотношението, налично в земната атмосфера.
Кислородни генератори с твърдо гориво (т. нар. кислородни свещи). Използваната инсталация включва контейнери, съдържащи натриев хлорат (NaClO3 - съдържа кислород) и желязо на прахуляк. При възпламеняването на генератора желязото " гори " при 600 градуса по Целзий, а това основава нужната топлинна сила за реакцията. Натриевият хлорад се разпада на натриев хлорид (NaCl или готварска сол) и О2.
Планове за бъдещето - с растения
НАСА се надява да реализира това за бъдещите човешки колонии благодарение на фотосинтеза: от растенията да идва нужният О2. Засега няма отговор по какъв начин това да се случи в лимитираното пространство на галактическа станция по този начин, че да се засадят нужният брой растения - както за О2, по този начин и за издръжка.
В края на юни в Nature Communications бе проучване, подкрепяно от Европейската галактическа организация, което обрисува " рамката " за оценяване на работата на нужните за създаване на независим цикъл на кислорода и въглеродния диоксид. Авторите считат, че сегашните технологии са неефикасни, тежки, сложни за поддържане и даже ненадеждни. " Процесът за генериране на О2 да вземем за пример изисква към една трета от цялата сила, нужна за поддържане на контрола на средата и животоподдържащите системи на МКС ", Катарина Бринкерт в публикация, с която показва създаването.
Авторите преглеждат опциите (след най-малко още няколко години проучвания) да се сътвори О2 на Луната и за пътешествия като това до Марс, което би могло да отнеме две години. Може да вземем за пример да се употребява слънчева сила и да се реализира във вода развой, сходен на фотосинтезата. Това би могло да е комфортно на Луната, в случай че се потвърдят съществуването на вода и лед в кратера Шакълтън, където евентуално ще дойдат бъдещи задачи.
Откъде идва водата на Земята - отговорът може да носи вяра в космоса
Може да се употребява топлинната сила, освободена при улавянето на слънчевата, за катализиране на химичните реакции при " изкуствената фотосинтеза ".
При фотосинтезата на Земята растенията поемат въглероден диоксид, а освобождават О2. Поглъщането на тази светлина в природата става благодарение на хлорофил. При " изкуствения " вид меже вместо хлорофил да се употребяват полупроводникови материали, покрити с железни катализатори за поддържане на мечтаната химична реакция.
Алтернативата на Луната
Това би бил по-удобният вид от други подходи като добиване на О2 от лунната почва (т. нар. реголит). Последният метод би претендирал доста високи температури, за разлика то " изкуствената фотосинтеза ", допустима на стайна.
Иначе симулация с реголит, осъществена от НАСА по-рано тази година, сполучлива. Тя бе осъществена при пресъздаване на изискванията на Луната. Лунната почва е разтопена в специфичен вид реактор (използван да вземем за пример за произвеждане на слънчеви панели), основан за НАСА, благодарение на мощен лазер, който симулира топлинния резултат на Слънцето. Нагряването на почвата основава опция за добиване на О2.
Китайски учени откриха метод да създават гориво и О2 в космоса
" Експериментален " в действителност е и инструментът на Марс, MOXIE: калкулации, че сега, с цел да създаде О2 като за месечните потребности да астронавт, той би трябвало да работи 104 дни. От опцията за непрекъснати триумфи зависи дали и докога за него ще прозължи да има финансиране в Масачузетския софтуерен институт. Създателят му счита, че резултатите до момента дават съображение да бъде построена на Земята цялостна система, която би могла да зареди цяла задача на Марс с 25-30 тона О2 на ден.
Едва 18-килограмовата машина, извличаща с помпа марсиански въздух и отделяща кислорода от него, е с надалеч по-малък потенциал от набирания на борда на Международната галактическа станция (МКС) сред 2.3 и 9 кг О2 на ден. Търсенето на нови начини обаче е неизбежно за галактическите организации, промишленост и проучвателен центрове, които търсят преференциални способи да подсигурят ресурси за бъдещите, (вероятно) все по-отдалечаващи се от Земята задачи.
Какво вършат в този момент астронавтите, с цел да си набират О2, и какви обещаващи технологии преглеждат учените?
Как се получава кислодорът на борда на МКС
Повечето галактически апарати с екипаж разполагат със лични ресурси О2, само че задачите им нормално са краткотрайни.
Международната галактическа станция е изключение. Тя е в орбита от 1988 година и все още разчита на три метода:
С килородни генератори. Това е главният способ. При него се употребяват съветската система " Електрон " и американската ECLSS. Двете устройства, всяко в друг модул на МКС, правят електролиза - ток минава през вода от позитивно зареден електрод към негативно зареден (от анод към катод). Във водата се прибавя сол за по-добра проводимост. Водата се разделя на водород и О2 като газ. Остатъчният водород се смесва с въглероден диоксид за приемане на метан и вода (метанът се изхвърля в космоса като отпадък).
Генераторите работят с електричество от слънчевите панели на МКС. Водата пък се доставя с апарати от Земята, само че и с кондензатори, които могат да извличат водни пари от въздуха. Водата може да се рециклира и от урината на астронавтите. Както астронавтът Дъглас Уилок: " Вчерашното кафе е утрешното кафе. "
Китайската галактическа станция, че към този момент обезпечава целия си необходим О2 посредством регенериране, а 95% от водата - посредством преработване.
Кислородни резервоари под налягане. В този случай кислоросът се доставя непосредствено от Земята и се изпомпва, паралелно (в други резервоари) с азот. Станцията смесва газовете в съотношението, налично в земната атмосфера.
Кислородни генератори с твърдо гориво (т. нар. кислородни свещи). Използваната инсталация включва контейнери, съдържащи натриев хлорат (NaClO3 - съдържа кислород) и желязо на прахуляк. При възпламеняването на генератора желязото " гори " при 600 градуса по Целзий, а това основава нужната топлинна сила за реакцията. Натриевият хлорад се разпада на натриев хлорид (NaCl или готварска сол) и О2.
Планове за бъдещето - с растения
НАСА се надява да реализира това за бъдещите човешки колонии благодарение на фотосинтеза: от растенията да идва нужният О2. Засега няма отговор по какъв начин това да се случи в лимитираното пространство на галактическа станция по този начин, че да се засадят нужният брой растения - както за О2, по този начин и за издръжка.
В края на юни в Nature Communications бе проучване, подкрепяно от Европейската галактическа организация, което обрисува " рамката " за оценяване на работата на нужните за създаване на независим цикъл на кислорода и въглеродния диоксид. Авторите считат, че сегашните технологии са неефикасни, тежки, сложни за поддържане и даже ненадеждни. " Процесът за генериране на О2 да вземем за пример изисква към една трета от цялата сила, нужна за поддържане на контрола на средата и животоподдържащите системи на МКС ", Катарина Бринкерт в публикация, с която показва създаването.
Авторите преглеждат опциите (след най-малко още няколко години проучвания) да се сътвори О2 на Луната и за пътешествия като това до Марс, което би могло да отнеме две години. Може да вземем за пример да се употребява слънчева сила и да се реализира във вода развой, сходен на фотосинтезата. Това би могло да е комфортно на Луната, в случай че се потвърдят съществуването на вода и лед в кратера Шакълтън, където евентуално ще дойдат бъдещи задачи.
Откъде идва водата на Земята - отговорът може да носи вяра в космоса Може да се употребява топлинната сила, освободена при улавянето на слънчевата, за катализиране на химичните реакции при " изкуствената фотосинтеза ".
При фотосинтезата на Земята растенията поемат въглероден диоксид, а освобождават О2. Поглъщането на тази светлина в природата става благодарение на хлорофил. При " изкуствения " вид меже вместо хлорофил да се употребяват полупроводникови материали, покрити с железни катализатори за поддържане на мечтаната химична реакция.
Алтернативата на Луната
Това би бил по-удобният вид от други подходи като добиване на О2 от лунната почва (т. нар. реголит). Последният метод би претендирал доста високи температури, за разлика то " изкуствената фотосинтеза ", допустима на стайна.
Иначе симулация с реголит, осъществена от НАСА по-рано тази година, сполучлива. Тя бе осъществена при пресъздаване на изискванията на Луната. Лунната почва е разтопена в специфичен вид реактор (използван да вземем за пример за произвеждане на слънчеви панели), основан за НАСА, благодарение на мощен лазер, който симулира топлинния резултат на Слънцето. Нагряването на почвата основава опция за добиване на О2.
Китайски учени откриха метод да създават гориво и О2 в космоса " Експериментален " в действителност е и инструментът на Марс, MOXIE: калкулации, че сега, с цел да създаде О2 като за месечните потребности да астронавт, той би трябвало да работи 104 дни. От опцията за непрекъснати триумфи зависи дали и докога за него ще прозължи да има финансиране в Масачузетския софтуерен институт. Създателят му счита, че резултатите до момента дават съображение да бъде построена на Земята цялостна система, която би могла да зареди цяла задача на Марс с 25-30 тона О2 на ден.
Източник: dnevnik.bg
КОМЕНТАРИ