Close-up van de daling van de toren capsulePhoto: ZARM Drop Tower Bediening en Service Bedrijf
Een team van wetenschappers aangekondigd dat ze hebben geoogst waterstof uit water in microzwaartekracht—een proof-of-principle test die kan leiden tot een manier om het verwerven van brandstof of andere middelen tijdens een lange afstand, bemande ruimte missie.
Op lange termijn ruimtevaart betreft vele moeilijke problemen die korte reizen naar de maan of de Internationale Ruimte Station niet. Waar zal de brandstof vandaan? Zal alles (inclusief het menselijk lichaam) eigenlijk werk na jaren in microzwaartekracht, waar er een minimale drijvende krachten? Een internationaal team van onderzoekers zetten hun experiment in een thema-park-zoals daling van de toren een antwoord op sommige van deze vragen.
Schematische weergave van de experimentGraphic: Brinkert et al, Nature Communications (2018)
“Dit is iets nieuws dat nog niet eerder is gedaan dat was verrassend geslaagd”, Katharina Brinkert, postdoctoraal wetenschapper bij CalTech, vertelde Gizmodo.
De onderzoekers zetten hun experiment in een daling van de toren in het Midden van de Toegepaste Space Technology en Microzwaartekracht (ZARM) in Duitsland. Het is in wezen een thema park rijden, waar een 4,4-voet (1.34 meter) pneumatische buis schiet een capsule 104 km per uur (168 kilometer per uur) tot een hoogte van bijna 400 voet (120 meter). De buis valt voor 9.3 seconden. In de buis bevindt zich een batterij, lampen, camera ‘ s, controllers en een photoelectrochemical half-cel—in principe, een licht – en elektriciteit – aangedreven systeem dat kan trekken protonen uit het water en voeg de elektronen te maken van waterstof atomen.
Waterstof kan dienen als een belangrijke brandstof voor de toekomst van de ruimtevaart missies. Maar het creëren van bruikbare brandstof in microzwaartekracht is niet gemakkelijk. Zonder zwaartekracht, er is bijna geen drijfvermogen, zodat de waterstof bubbels in het water maken een schuim dat blijft en stopt atomen en ionen bewegen. De onderzoekers gebouwd microscopische toren structuren in de cel die geholpen gids en laat de bubbels, volgens de nieuwe paper in Nature Communications.
Brinkert benadrukt dat ze niet kunnen oogsten van de zuurstof van dit systeem. Zij alleen opgewekte waterstof moleculen.
“Het was verbazend dat ze konden maken van de waterstof uit het water, de” Thorben Könemann, de drop tower operator bij ZARM, vertelde Gizmodo. Hij zei dat dit één van tal van verbranding, vloeistoffysica, en de fundamentele natuurkunde experimenten uitgevoerd op de toren.
Terwijl het zou super handig om te kunnen oogsten waterstof uit water tijdens een deep-space mission, er is nog steeds een kwestie van waar het water vandaan komt. Maar we hebben geschreven voor dat water is één van de belangrijkste middelen die de ruimte-mijnbouw bedrijven hopen te oogsten van asteroïden.
Dit was slechts een eerste poging om het oogsten van waterstof uit water, zei Brinkert. Het papier merkt op dat het International Space Station heeft al een systeem dat splitst koolstofdioxide in koolstof en zuurstof. Maar ze schrijven dat ze de eerste om direct split waterstof uit water in microzwaartekracht.
Misschien een dag, hun systeem zou kunnen dienen als een lichter alternatief voor het splitsen van koolstofdioxide, of als een geïntegreerd systeem dat de oogst van waterstof uit water voor zowel brandstof als splitst koolstofdioxide naar zuurstof.
[Nature Communications]