پژوهشگران موفق به جداسازی اکسیژن با کمک آهنربا شدند
برای نخستین بار، پژوهشگران موفق شدند با استفاده از آهنربا اکسیژن را از محلول الکترولیز شده جداسازی کنند. موضوعی که برای سفرهای فضایی یک گزینه‌ی ضروری محسوب می‌شود.
تولید اکسیژن کافی برای فضانوردان در فضا امری پیچیده است که با سفر به مریخ و فراتر از آن دشوارتر هم می‌شود.
اکنون طبق پژوهش دانشگاه وارویک که در نشریه‌ی «میکروگرویتی» (Microgravity) منتشر شده است، محققان با استفاده از آهنربا، روش تازه‌ای برای تولید اکسیژن مورد نیاز فضانوردان اختراع کرده‌اند.
دریافت اکسیژن در فضا با استفاده از آهنربا
«آلوارو رومرو-کالوو» (Álvaro Romero-Calvo) نویسنده‌ی ارشد این مقاله گفت: «در ایستگاه فضایی بین‌المللی، اکسیژن با استفاده از یک سلول الکترولیتی تولید می‌شود که آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می‌کند، اما پس از آن باید این گازهای تجزیه شده را از سیستم استخراج کرد.»
این پژوهشگر دانشگاه کلرادو بولدر افزود: «طبق پژوهش انجام شده در پژوهشگاه ایمز ناسا، استفاده از معماری مشابه برای برداشت اکسیژن در سفر به مریخ، به اندازه‌ای باعث افزایش جرم و کاهش قابلیت اطمینان می‌شود که به‌کارگیری آن منطقی نیست.»
ناسا در حال حاضر از سانتریفیوژها برای استخراج اکسیژن در فضا استفاده می‌کند، اما این دستگاه‌ها بزرگ هستند و به جرم، قدرت و فرآیند تعمیرونگهداری قابل توجهی نیاز دارند. بنابراین پژوهشگران آزمایش‌های جدیدی را پیش بردند که طی آن آهنرباها به‌صورت کاملا عملی‌تر به نتایج مشابهی دست پیدا می‌کنند.
این آزمایش‌ها در «مرکز فناوری فضایی کاربردی و ریزگرانش» (ZARM) آلمان و درون یک برج ویژه که شرایط ریزگرانش را شبیه‌سازی می‌کند، انجام شد.
«هنس‌پیتر شاوب» (Hanspeter Schaub) استاد دانشگاه کلرادو بولدر گفت: «پس از سال‌ها بررسی تحلیلی و محاسباتی، امکان استفاده از این برج شگفت‌انگیز در آلمان، اثبات واقعی این موضوع بود که طرح مفهومی ما در محیط فضایی با گرانش صفر به‌خوبی عمل می‌کند.»
جداسازی حباب‌های گاز از مایع
Credit: remotevfx/iStock
دفع و جذب حباب‌های گاز
محققان روشی را برای جدا کردن حباب‌های گاز از سطوح الکترود در محیط‌های ریزگرانشی طراحی کردند که به مدت ۹.۲ ثانیه در برج قطره برمن ایجاد شد.
این مطالعه برای اولین بار نشان داد که در محیط ریزگرانش می‌توان حباب‌های گاز را با غوطه‌ور کردن آن‌ها در انواع مختلف محلول آبی، به یک آهنربای ساده از جنس نئودیمیوم جذب و دفع کرد.
«کاترینا برینکرت» (Katharina Brinkert) از مرکز شیمی دانشگاه وارویک برای فناوری کاربردی فضایی و ریزگرانش (ZARM) درباره‌ی اثر این پژوهش گفت: «بهینه بودن فرآیند جداسازی فاز در محیط‌هایی با گرانش کاهش‌یافته، مانعی برای کاوش‌های فضایی انسان است که از اولین پروازها به فضا در دهه‌ی ۱۹۶۰ شناخته شده است.»
او افزود: «این پدیده یک چالش ویژه برای سیستم پشتیبانی حیات در فضاپیما و ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) است زیرا اکسیژن برای خدمه در سیستم‌های الکترولیز آب تولید می‌شود و نیاز به جداسازی از الکترود و الکترولیت مایع دارد.»
اما حالا به گفته‌ی او روش جدید می‌تواند «پیامدهای فوق العاده‌ای برای توسعه‌ی بیشتر سیستم‌های جداسازی فاز مواد، مانند مأموریت‌های فضایی طولانی‌مدت داشته باشد.»
عکس کاور: اهمیت تنفس فضانوردان در مأموریت‌های فضایی
Credit: EvgeniyShkolenko/iStock
منبع: Interesting Engineering
