Τεχνολογία

Αμερικανοί επιστήμονες μπορεί να έχουν λύσει το πρόβλημα της παραγωγής οξυγόνου στο διάστημα

Παρά το γεγονός ότι υπάρχει οξυγόνο στο διάστημα,το κύριο μέρος του δεν υπάρχει με τη μορφή που αναπνέουμε - μοριακό οξυγόνο ή Ο2. Οι εμπειρογνώμονες από την Caltech (Caltech) δηλώνουν ότι έχουν δημιουργήσει έναν αντιδραστήρα που επιτρέπει στο μεταλλικό διοξείδιο του άνθρακα να μετατραπεί σε μοριακό οξυγόνο, το οποίο στο μέλλον όχι μόνο μπορεί να βοηθήσει στην καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής στη Γη, αλλά και στην παραγωγή οξυγόνου στο διάστημα. Αυτό αναφέρεται σε άρθρο που δημοσίευσε το περιοδικό Nature Communications.

Πώς να παράγετε οξυγόνο στο διάστημα;

Η έλλειψη οξυγόνου είναι ένα από τα πιο σημαντικάεμπόδια στην ανάπτυξη του βαθιού χώρου. Η Γη είναι το μόνο μέρος όπου οι όγκοι αυτού του φυσικού αερίου είναι επαρκείς για την επιβίωση της ανθρωπότητας, αλλά η ανάγκη να ληφθούν μεγάλα αποθέματα αυτού του ζωτικού στοιχείου σε μακρινές διαστημικές πτήσεις θα είναι ένα πολύ ακριβό και συντριπτικό έργο. Για παράδειγμα, στον ίδιο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, η παροχή οξυγόνου αναπληρώνεται με ηλεκτρόλυση νερού (αποσύνθεση του σε υδρογόνο και οξυγόνο). Αυτό γίνεται στο ISS από το σύστημα Electron, το οποίο καταναλώνει 1 κιλό νερό ανά άτομο ανά ημέρα. Τα καταστήματα οξυγόνου συμπληρώνονται επίσης από καιρό σε καιρό κατά τη διάρκεια αποστολών φορτίου προς τον τροχιακό σταθμό. Υπάρχει μια άποψη ότι όταν αρχίσει η terraforming του Άρη, η ηλεκτρόλυση θα γίνει μια από τις μεθόδους παραγωγής οξυγόνου για τους αποίκους του Άρη, αλλά η ανθρωπότητα δεν έχει τέτοιες τεχνολογίες ακόμα, γι 'αυτό είναι πολύ νωρίς για να το σκεφτείς.

Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες από την Caltech αποφάσισαν να βρουν μέσαη έρευνά του είναι μια διαφορετική μέθοδος παραγωγής οξυγόνου. Ως αποτέλεσμα, καταλήξαμε στη δημιουργία ενός αντιδραστήρα, ο οποίος, απλά, παίρνει και αφαιρεί τον C (άνθρακα) από τον τύπο CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) αφήνοντας μόνο οξυγόνο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι εάν επιταχύνετε και χτυπάτε μόρια διοξειδίου του άνθρακα σε αδρανείς επιφάνειες όπως φύλλα χρυσού, μπορούν να χωριστούν σε μοριακό οξυγόνο και ατομικό άνθρακα.

Οι επιστήμονες λένε ότι ο αντιδραστήρας τους λειτουργείαρχή του επιταχυντή σωματιδίων. Πρώτον, τα μόρια του CO2 ιονίζονται και στη συνέχεια επιταχύνονται από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και στη συνέχεια συγκρούονται με τη χρυσή επιφάνεια. Στην τρέχουσα μορφή, η εγκατάσταση έχει πολύ χαμηλή απόδοση: για κάθε 100 μόρια CO2, είναι ικανή να παράγει από τη σειρά ενός ή δύο μορίων μοριακού οξυγόνου. Ωστόσο, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι ο αντιδραστήρας τους έχει αποδείξει ότι αυτή η έννοια της παραγωγής οξυγόνου είναι πράγματι δυνατή και μπορεί να γίνει κλιμακωτή στο μέλλον.

Οι ερευνητές εξηγούν ότι μια παρόμοια αντίδρασηΗ παραγωγή οξυγόνου στο διάστημα μπορεί να συμβεί φυσικά. Η ανάπτυξη της έννοιας ξεκίνησε με μια προσπάθεια να εξηγηθεί η απροσδόκητη ανακάλυψη του μοριακού οξυγόνου στους κομήτες. Αφού το διαστημόπλοιο Rosetta ανακάλυψε ένα αέριο που διαφεύγει από την επιφάνεια του κομήτη 67P / Churyumov-Gerasimenko, οι επιστήμονες αρχικά υπολόγιζαν ότι αυτό το οξυγόνο ήταν σε παγωμένη κατάσταση για δισεκατομμύρια χρόνια, στην πραγματικότητα από τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος, δηλαδή περίπου 4 , Ηλικίας 6 δις ετών. Αλλά αυτή η υπόθεση εξακολουθεί να παραμένει εξαιρετικά αμφισβητούμενη, καθώς ένα τέτοιο "παγωμένο" μοριακό οξυγόνο θα πρέπει να έχει πολύ υψηλό χημικό δυναμικό και να έρχεται σε αλληλεπίδραση με άλλα συστατικά της κομητείας ουσίας, σύμφωνα με αρκετούς επιστήμονες.

Ωστόσο, το 2017, η ομάδα Kolteha πρότεινεμια άλλη εξήγηση. Ο Καθηγητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας και ο ειδικός μοριακής μηχανικής Κωνσταντίνος Γύπαπας επέστησε την προσοχή στις χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στην επιφάνεια του κομήτη 67P / Churyumov-Gerasimenko, επειδή του φάνηκαν πολύ παρόμοιες με τις αντιδράσεις που είχε μελετήσει στο εργαστήριο για πάνω από 20 χρόνια. Ο επιστήμονας πρότεινε ότι ο καλά μελετημένος μηχανισμός, που συνίσταται στο γεγονός ότι το ατομικό οξυγόνο της ουσίας ενός κομήτη μετατρέπεται σε μοριακό οξυγόνο υπό την επίδραση μορίων νερού που βομβαρδίζουν την επιφάνεια και περιέχει επίσης ένα άτομο οξυγόνου, εφαρμόζεται καλά στην αστροφυσική για να εξηγήσει τα δεδομένα που έλαβαν οι επιστήμονες της αποστολής Rosette . Αυτό εμπνέει τους επιστήμονες να αναπτύξουν έναν αντιδραστήρα.

Γιατί να παράγουμε οξυγόνο στο διάστημα;

Στο μέλλον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο αντιδραστήραςπου παράγει οξυγόνο για τους αστροναύτες που θα πετάξουν στο φεγγάρι, το άλογο και πέρα. Στη Γη, μια παρόμοια εγκατάσταση, λαμβάνοντας υπόψη την κλίμακα, μπορεί επίσης να είναι πολύ χρήσιμη, επειδή μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και να τα μετατρέψει σε οξυγόνο, συμβάλλοντας έτσι στην καταπολέμηση της παγκόσμιας αλλαγής του κλίματος. Ωστόσο, οι επιστήμονες σημειώνουν ότι για την πρακτική φάση της εγκατάστασής τους δεν είναι ακόμα έτοιμη.

"Είναι αυτή η τελευταία συσκευή; Όχι Μπορεί αυτή η συσκευή να λύσει το πρόβλημα με τον Άρη; Όχι Ωστόσο, αυτή η συσκευή αποδεικνύεται από μια προγενέστερα προτεινόμενη ιδέα που φαινόταν αδύνατη ", σχολίασε ο Κωνσταντίνος Γιάπης, επικεφαλής ενός ερευνητικού έργου.

Μπορείτε να συζητήσετε τα νέα στην Τηλεδιάσκεψη μας.