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磁铁可在微重力下加速氧气生产,有助未来开展载人航天任务
时间:2022-08-16 09:33:50来源:科技日报

一个国际科研团队在《npj 微重力》杂志上发表论文称,可利用磁铁在太空中更好地制造氧气,以供宇航员呼吸,促进未来月球和火星探索任务的开展。

磁铁被首次证明可在微重力下加速氧气生产.图片来源:物理学家组织网

让宇航员在国际空间站及其他航天器上呼吸复杂而昂贵。最新研究主要作者、美国科罗拉多大学博尔德分校阿尔瓦罗·罗梅罗·卡尔沃解释说,在国际空间站内,氧气通过电解池产生,电解池将水分解成氢气和氧气,但必须将这些气体从系统中排出,与电极和液体电解质分离。

研究另一负责人、德国应用空间技术与微重力中心凯瑟琳·布林克特说:“在微重力环境下实现高效相分离是人类太空探索领域面临的一大障碍,自20世纪60年代首次太空飞行以来就已为人所知,这一现象对航天器和国际空间站上的生命支持系统构成了极大的挑战。想象一下,有一杯汽水,在地球上二氧化碳气泡会很快浮到顶部,但在没有重力的情况下,这些气泡无处可去,会悬浮在液体中。”

NASA目前使用离心机将气体排出,但这些机器体积大、能耗大而且需要维护。在本研究中,科学家们利用一个模拟微重力条件的特殊升降塔设施内证明,磁铁在某些情况下也能达到同样效果。

布林克特等人开发出一套流程,在位于德国不莱梅应用空间技术和微重力中心(ZARM研究所)的落塔——欧洲唯一以及目前国际上最大的地面微重力研究实验装置之一,产生了持续9.2秒的微重力环境,从电极表面分离出气泡。这一实验首次证明,将简单的钕磁体浸入不同类型的水溶液中,可在微重力下“吸引”气泡并将气泡排出。

研究人员表示,这项研究有望为开发出新型氧气系统,并为其他涉及液—气相变的空间研究开辟新途径。布林克特说:“最新研究表明,即使在几乎没有浮力的情况下,也可在水(光)电解槽系统中实现高效的氧和氢生产,有望促进长期太空任务的开展。”

编辑:王俊杰  审编:admin

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