טכנולוגיה

מדענים אמריקאים אולי פתרו את הבעיה של ייצור חמצן בחלל

למרות העובדה שיש חמצן בחלל,החלק העיקרי שלה אינו קיים בצורה שבה השתמשנו לנשום - חמצן מולקולרי, או O2. מומחים מ Caltech (Caltech) מצהירים כי הם יצרו כור המאפשר פחמן דו חמצני להיות מומרים חמצן מולקולרי, אשר בעתיד לא יכול רק לעזור להילחם בשינויי האקלים על כדור הארץ, אלא גם ליצור ייצור חמצן בחלל. כך מדווח במאמר שפורסם על ידי כתב העת Nature Communications.

כיצד לייצר חמצן בחלל?

מחסור בחמצן הוא אחד החשובים ביותרמכשולים בפיתוח של חלל עמוק. כדור הארץ הוא המקום היחיד שבו הכמויות של גז זה מספיקים להישרדות האנושות, אבל הצורך לקחת עתודות גדולות של רכיב חיוני זה לטיסה בחלל רחוק יהיה משימה יקרה מאוד ומכריע. לדוגמה, באותו תחנת החלל הבינלאומית, אספקת החמצן מתחדשת על ידי אלקטרוליזה של מים (הפירוק שלה לתוך מימן וחמצן). זה נעשה על מערכת החשמל על ידי מערכת אלקטרונים, אשר צורכת 1 ק"ג מים לאדם ליום. חנויות חמצן מתחדש גם מעת לעת במהלך משימות המטען לתחנת מסלול. יש דעה כי כאשר terraforming של מאדים מתחיל, אלקטרוליזה תהפוך אחת השיטות של ייצור חמצן למאדים מתנחלים, אבל המין האנושי אין טכנולוגיות כאלה עדיין, אז זה מוקדם מדי לחשוב על זה.

לכן, מדענים מקלטק החליטו למצוא בפניםהמחקר שלו הוא שיטה אחרת של ייצור חמצן. כתוצאה מכך, הם הגיעו עם יצירת כור, אשר, במילים פשוטות, לוקח ומסיר C (פחמן) מן הנוסחה CO2 (פחמן דו חמצני), משאיר רק חמצן. החוקרים מצאו כי אם להאיץ ולפגוע מולקולות פחמן דו חמצני על משטחים אינרטיים כגון רדיד זהב, הם יכולים להיות מחולקים חמצן מולקולרי ו פחמן אטומי.

מדענים אומרים שהכור שלהם פועלהעיקרון מאיץ החלקיקים. ראשית, מולקולות CO2 בו מיונן, ואז מואצת על ידי שדה אלקטרומגנטי, ואז הם מתנגשים עם פני הזהב. במתכונת הנוכחית, ההתקנה יש יעילות נמוכה מאוד: עבור כל 100 מולקולות של CO2, הוא מסוגל לייצר על סדר של אחת או שתי מולקולות של חמצן מולקולרי. עם זאת, החוקרים מציינים כי הכור שלהם הוכיח כי מושג זה של ייצור חמצן הוא אכן אפשרי והוא יכול להיות מדרגי בעתיד.

החוקרים מסבירים כי תגובה דומהייצור חמצן בחלל יכול להתרחש באופן טבעי. התפתחות המושג החלה בניסיון להסביר את התגלית הבלתי צפויה של חמצן מולקולרי על שביטים. לאחר החללית Rosetta גילה גז בורח מפני השטח של כוכב שביט 67P / Churyumov-Gerasimenko, מדענים בתחילה להניח כי חמצן זה היה במצב הקפוא שלה במשך מיליארדי שנים, למעשה מאז היווצרות של מערכת השמש, כלומר, על 4 , 6 מיליארד שנה. אבל ההשערה הזאת עדיין שנוי במחלוקת, מאחר שלחמצן המולקולרי "הקפוא" הזה יש פוטנציאל כימי גבוה מאוד, ונכנסים לאינטראקציות עם מרכיבים אחרים של החומר הקומי, על פי מספר מדענים.

עם זאת, בשנת 2017, צוות Kolteha הציעעוד הסבר. פרופסור במכון הטכנולוגי של קליפורניה ומומחה להנדסה מולקולרית קונסטנטינוס Gyapis הפנה את תשומת הלב לתגובות הכימיות המתרחשות על פני השטח של כוכב שביט 67P / Churyumov-Gerasimenko, כי הם נראו לו דומים מאוד לתגובות האלה שהוא למד במעבדה במשך 20 שנה. המדענים הציעו שהמנגנון הנחקר היטב, המורכב מכך שהחמצן האטומי של חומר שביט הופך לחמצן מולקולרי תחת השפעתם של מולקולות מים המפציצות את פני השטח, המכילות גם אטום חמצן אחד, מתאים גם לאסטרופיזיקה כדי להסביר את הנתונים שהתקבלו על ידי מדעני משלחת רוזט . זה נתן השראה למדענים לפתח כור.

למה לייצר חמצן בחלל?

בעתיד, ניתן להשתמש בכורייצור חמצן לאסטרונאוטים אשר יטוסו לירח, מאדים ומעבר לו. על כדור הארץ, התקנה דומה, תוך התחשבות בקנה מידה, יכול גם להיות שימושי מאוד, כי זה יכול להפחית את ריכוז דו תחמוצת הפחמן באטמוספירה ולהמיר אותם לחמצן, ובכך לסייע במאבק נגד שינוי האקלים העולמי. עם זאת, המדענים מציינים כי בשלב מעשי של ההתקנה שלהם עדיין לא מוכן.

"האם זה המכשיר הסופי? לא האם מכשיר זה יכול לפתור את הבעיה עם מאדים? לא עם זאת, מכשיר זה הוכח על ידי רעיון שהוצע בעבר כי נראה בלתי אפשרי, "אמר קונסטנטינוס Giapis, ראש פרויקט מחקר.

אתה יכול לדון על החדשות שלנו Telegram-chat.