Efektivní generování kyslíku je klíčové pro budoucí mise do hlubokého vesmíru, zejména pro dlouhodobé lidské výpravy na Měsíc a Mars. Nový vědecký průlom nyní nabízí podstatně lehčí a energeticky úspornější metodu elektrolýzy vody, která využívá magnetických sil k oddělení plynů. Tato inovace slibuje zásadní zlepšení proveditelnosti a trvání dálkových vesmírných misí, přímo řešící klíčová omezení současných systémů podpory života.
- Nová metoda elektrolýzy vody využívá magnetické síly k oddělení plynů.
- Je podstatně lehčí a energeticky úspornější než stávající systémy.
- Zvýšila účinnost oddělení bublin o pozoruhodných 240 % v mikrogravitaci.
- Kriticky snižuje hmotnost systémů a spotřebu energie pro mise do hlubokého vesmíru.
- Umožní delší a životaschopnější lidskou přítomnost na Měsíci a Marsu.
- Výzkum je podporován agenturami NASA, ESA a DLR s cílem integrace do budoucích plavidel.
Současné výzvy systémů podpory života ve vesmíru
Stávající systémy podpory života, například ty na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), spoléhají na objemné, energeticky náročné odstředivky k oddělení bublin kyslíku a vodíku z elektrolyzované vody. V prostředí mikrogravitace je mechanické otáčení pro toto oddělení zásadní. Nicméně značná hmotnost a energetické nároky takového vybavení jsou pro prodloužené mise do hlubokého vesmíru nepřijatelné, což vyžaduje efektivnější přístup pro udržitelnou lidskou přítomnost za oběžnou dráhou Země.
Magnetická elektrolýza: Vědecký průlom a testování
Společná studie, vedená Alvarem Romero-Calvo z Georgia Institute of Technology ve spolupráci s partnery z Centra aplikované vesmírné technologie a mikrogravitace (ZARM) Univerzity v Brémách a Univerzity ve Warwicku, vyvinula tuto magnetickou alternativu. Jejich výzkum, publikovaný v časopise Nature Chemistry, ukazuje, jak specifické magnetické interakce – diamagnetismus a magnetohydrodynamika – mohou přesně vést plynové bubliny v mikrogravitaci, čímž účinně nahrazují složité mechanické komponenty. Počáteční testy v 146metrové pádové věži ZARM v Brémách v Německu prokázaly pozoruhodné zvýšení účinnosti oddělení bublin o 240 %, což se přímo promítá do efektivnější produkce kyslíku.
Strategické dopady a budoucí implementace
Tento pokrok má významné strategické a ekonomické dopady pro rozvíjející se vesmírný průmysl. Snížená hmotnost systému a spotřeba energie výrazně sníží náklady na starty, rozšíří možnosti misí a zvýší životaschopnost ambiciózních programů do hlubokého vesmíru, a to jak pro národní vesmírné agentury, tak pro komerční podniky. Tento výzkum, původně podpořený grantem NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), pokračuje v rámci programů NIAC a Evropské vesmírné agentury (ESA), s dodatečnou podporou od Německého leteckého a kosmického centra (DLR). Budoucí fáze se zaměří na posouzení škálovatelnosti, implementace a dlouhodobé účinnosti prostřednictvím probíhajících experimentů v mikrogravitaci a suborbitálních raketových testů, s cílem integrace do návrhů kosmických lodí nové generace.