مغناطیس چگونه میتواند مشکل تولید هوا در فضا را حل کند؟

بدون شک نیاز به گفتن ندارد، اما هوا در فضا بسیار ارزشمند است، و برای اینکه فضانوردان بتوانند وسعت آن را کشف کنند، وجود هوا یک ضرورت است.

در حال حاضر هوا از طریق فرآیندی به نام الکترولیز آب، در اختیار فضانوردان قرار می گیرد. از آنجایی که آب از هیدروژن و اکسیژن ساخته شده است، از طریق الکترولیز می توان این پیوند را جدا کرد و گاز اکسیژن را از آن آزاد کرد (مبنع: ناسا).

این در حالی است که ارسال آب به فضانوردان نسبت به ارسال مخازن هوا بسیار اسان تر و مقرون به صرفه است است. البته مخازن هوا نیز برای مصارف خاصی برای فضانوردان ارسال می شوند، اما روش اصلی تولید هوا از طریق الکترولیز است.

با این حال، این روش دارای جنبه منفی نیز هست، چرا که نیاز به انرژی زیادی دارد. برای کار در شرایط ریزگرانش (Microgravity)، که باعث کاهش و یا کمبود شناوری یا Buoyancy می شود (به این معنی که بالا رفتن گازها سخت تر است) به تکنیک هایی برای جبران میزان مصرف انرژی الکترونیز نیاز است.

برخی از این روش ها شامل سانتریفیوژ می شود، اما اگر بتوان همه این روش ها را به نفع یک راه حل سازگارتر با انرژی کنار گذاشت، چه؟

مشکل تولید هوا برای فضانوردان

اخیراً مطالعه‌ای در NPJ Microgravity منتشر شده است که نشان می‌دهد گاز اکسیژن با استفاده از نیروهای مغناطیسی از مایعات جدا می‌شود. این موضوع میتواند مشکل شناوری در ریزگرانش را بدون نیاز به اصلاحاتی برای جلوگیری از تخلیه منابع بیشتر را رفع کند.

همانطور که قبلا ذکر شد، شناوری در فضا کم است. این موضوع زمانی که می خواهیم گازها را از مایعات جدا کنیم مشکل ساز می شود. بر روی زمین، نیروی گرانش چیزی است که باعث شناوری می شود و اجازه می دهد تا مواد با چگالی های مختلف در هنگام مخلوط شدن با یکدیگر سعود یا نزول کنند. با این حال، ریزگرانش فضا اجازه چنین شناوری را نمی دهد، و انتقال اکسیژن مورد نیاز فضانوردان به بیرون از آب را دشوارتر می کند.

این مشکلی است که با استفاده از مغناطیس حل خواهد شد. همانطور که در مقاله این روش توضیح داده شد، محققان از خواص مغناطیسی روی انواع مختلف مایع برای بیرون کشیدن حباب های گاز استفاده کرده اند. به منظور تکرار شرایط ریزگرانش، آنها آزمایش‌های خود را در برج قطره‌ای ZARM انجام داده اند. در این برج فرایند بی زونی با رها کردن کپسول های بدون هوا صورت میگیرد.

این آزمایش‌ها نشان می‌دهد که می‌توان به روش بسیار کارآمدتری برای تولید هوا برای فضانوردان دست یافت و به ما اجازه می‌دهد حتی بیشتر در فضا جستجو کنیم.

این روش چه مزایایی برای سفر به فضا دارد؟

در سال 2016، مقاله ای توسط ناسا منتشر شد،که بیان می کرد روش فعلی ایجاد اکسیژن در ایستگاه فضایی بین المللی برای حمایت از فضانوردان در سفر به مریخ ایده آل نیست. شکل بهینه تولید اکسیژن باید دارای جرم کمتر و قابل اعتماد، ایمن و قابل نگهداری باشد.

همانطور که در این مقاله نیز اعلام شده، تولید هوا برای سفر به مریخ، تلاشی بسیار متفاوت تر از تولید هوا برای ایستگاه فضایی بین المللی خواهد بود.

با این حال، این روش جدید استفاده از مغناطیس می‌تواند روشی بالقوه برای ایجاد هوا برای سفر به مریخ باشد. همانطور که مجله Popular Science توضیح می دهد، استفاده از مغناطیس هدایت گازهای موجود در مایعات را آسان تر می کند

این روش همچنین می تواند تولید هوا را قابل اطمینان تر کند و جرم کمتری نسبت به برخی از ویژگی های ایده آل ناسا برای روش تولید هوا اشغال کند. در مجموع، این تحقیقات هیجان انگیزی است که می تواند امکان بازدید انسان از مریخ را به واقعیتی نزدیک تر تبدیل کند.