Главная » Hi-News » Американские ученые, возможно, решили проблему производства кислорода в космосе

Американские ученые, возможно, решили проблему производства кислорода в космосе

Специалисты Калифорнийского технологического института (Калтех) заявляют, что создали реактор, позволяющий перерабатывать диоксид углерода в молекулярный кислород, что в перспективе может не только помочь в борьбе с климатическими изменениями на Земле, но еще и наладить производства кислорода в космосе. Несмотря на то, что в космосе есть кислород, основная его часть существует не в той форме, который мы привыкли дышать — молекулярным кислородом, или O2. Об этом сообщает статья, опубликованная журналом Nature Communications.

Как производить кислород в космосе?

Земля – это единственное место, где объемы этого газа достаточны для выживания человечества, но необходимость брать с собой большие запасы этого важного для жизни элемента в дальние космические полеты будет очень затратной и непосильной задачей. Дефицит кислорода является одним из самых главных препятствий в освоении дальнего космоса. Этим на МКС занимается система «Электрон», расходующая 1 кг воды на человека в сутки. Например, на той же Международной космической станции запаса кислорода восполняются за счет электролиза воды (разложения ее на водород и кислород). Есть мнение, что когда начнется терраформирование Марса, электролиз станет одним из способов добычи кислорода для марсианских колонистов, однако технологий таких у человечества пока нет, поэтому думать об этом рано. Запасы кислорода также время от времени пополняются в ходе грузовых миссий к орбитальной станции.

В итоге они пришли к созданию реактора, который, если говорить простыми словами, берет и удаляет из формулы «CO2» (диоксида углерода) «С» (углерод), оставляя только кислород. Поэтому ученые из Калтеха решили найти в рамках своего исследования иной метод производства кислорода. Исследователи обнаружили, что если разгонять и ударять молекулы диоксида углерода об инертные поверхности, такие как золотая фольга, то их можно расщепить на молекулярный кислород и атомарный углерод.

Сперва молекулы CO2 в нем ионизируются, а затем ускоряются с помощью электромагнитного поля, после чего сталкиваются с золотой поверхность. Ученые говорят, что их реактор работает по принципу ускорителя частиц. Однако исследователи обращают внимание на то, что их реактор доказал, что данный концепт производства кислорода действительно возможен и в будущем может стать масштабируемым. В текущей форме установка обладает весьма низким КПД: на каждые 100 молекул CO2 она способна производить порядка одной-двух молекул молекулярного кислорода.

Разработка концепта началась с попытки объяснить неожиданное открытие молекулярного кислорода на кометах. Исследователи поясняют, что подобная реакция производства кислорода в космосе может происходить и естественным образом. Но эта гипотеза оставалась до сих пор весьма спорной, поскольку такой «замороженный» молекулярный кислород должен был обладать весьма высоким химическим потенциалом и вступать во взаимодействия с другими компонентами вещества кометы, согласно мнению ряда ученых. После того, как космический аппарат «Розетта» обнаружили газ, вырывающийся с поверхности кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, ученые изначально предположили, что этот кислород находился в ней замороженном состоянии миллиарды лет, фактически со времен формирования Солнечной системы, то есть в течение примерно 4,6 миллиарда лет.

Профессор Калифорнийского технологического института и специалист по молекулярному инжинирингу Константинос Гиапис обратил внимание на химические реакции, протекающие на поверхности кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, поскольку они показались ему весьма похожими на те реакции, которые он изучал в лаборатории на протяжении свыше 20 лет. Однако в 2017 году команда Колтеха предложила другое объяснение. Это и вдохновило ученых на разработку реактора. Ученый предположил, что хорошо изученный им механизм, состоящий в том, что атомарный кислород вещества кометы превращается в молекулярный кислород под действием бомбардирующих поверхность молекул воды, также содержащих один атом кислорода, хорошо применим в сфере астрофизики для объяснения данных, полученных учеными миссии «Розетта».

Зачем производить кислород в космосе?

На Земле подобная установка с учетом масштабов тоже может оказаться весьма полезной, ведь она сможет снижать концентрации диоксида углерода в атмосфере и перерабатывать их в кислород, тем самым помогая в борьбе с глобальными климатическими изменениями. В будущем реактор может использоваться для производства кислорода для астронавтов, которые будут летать на Луну, Марс и за их пределы. Однако ученые отмечают, что для практической фазы их установка пока не готова.

Нет. «Окончательное ли это устройство? Нет. Может ли это устройство решить вопрос с Марсом? Однако это устройство доказывает один ранее предложенный концепт, казавшийся невозможным», — прокомментировал Константинос Гиапис, глава исследовательского проекта.

Обсудить новость можно в нашем Telegram-чате.





Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Это интересно

Под водами Австралии найдены следы древних людей

Сегодня площадь Австралии равна 7,6 тысячам квадратных километров, но много лет назад этот материк был гораздо больше. По мнению археологов, первые люди на этом клочке земли появились 65 000 лет назад, когда уровень моря был на 80 метров ниже, чем ...

Почему осьминоги так похожи на инопланетян?

Американский телевизионный сериал-антология «Сумеречная зона» выходил на канале CBS с 1959 по 1964 год. Каждый эпизод это отдельная история, персонажи которой входят в так называемую «Сумеречную зону», сталкиваясь с неожиданным финалом и моралью. В прошлом году состоялся ремейк культового сериала, ...