Наука и космос

Кислород в космосе

Получение кислорода из углекислого газа в космосе

Есть ли кислород в космосе ? Любой школьник сегодня знает, что нет. Поэтому экипаж на Международной космической станции (МКС) в настоящее время получает кислород для дыхания путем пополнения запаса с Земли, либо в форме кислорода, переносимого на челноке, либо путем электролиза воды (H2O), который переносится с Земли челноком. Это связано со значительными транспортными расходами, а также является непрактичным без регулярного пополнения запасов.

Между тем углекислый газ (CO2), который они выдыхают, отделяется и сбрасывается в космос, что приводит к чистой потере кислорода.

Решение проблемы кислорода в космосе

Компания Precision Combustion, Inc. (PCI) объявила  о заключении нового контракта НАСА по исследованию инноваций в сфере малого бизнеса (SBIR) для изучения альтернативного подхода, заключающегося в рециркуляции кислорода из выдыхаемого углекислым газом астронавта.

Это включает взаимодействие водорода с CO2 над катализатором с образованием воды, которая затем может быть подвергнута электролизу для выделения кислорода. Это могло бы сделать космический корабль, такой как МКС, независимым от пополнения запасов воды или кислорода за счет полного замыкания кислородного контура. Этот подход также может помочь при длительных космических миссий и при постройке лунных или  марсианских баз.

Процесс Сабатье

Общий каталитический процесс, решающий проблему кислорода в открытом космосе,  известен в течение 100 лет, он был изобретен и назван в честь французского ученого по имени Поль Сабатье, за который он получил Нобелевскую премию 1912 года.

Процесс Сабатье превращает диоксид углерода и водород на катализаторе в метан и воду. В космическом корабле вода может быть затем электролизирована с использованием энергии солнечных элементов для производства кислорода (т.е. рециркуляции кислорода, содержащегося в углекислом газе), в то время как метан может быть использован для химического синтеза для получения других соединений.

Реактор Сабатье

В рамках этого проекта будет изучена возможность разработки компактного и легкого, но эффективного реактора Сабатье, основанного на новой концепции катализатора. Такая легковесная, самоподдерживающаяся система CO2 – вода/O2 была бы необходима для будущих длительных пилотируемых полетов и планетарных баз.

«В будущей системе ревитализации воздуха кабины космического корабля, углекислый газ будет использоваться для производства расходных материалов жизнеобеспечения, таких как O2 и H2O, посредством процесса Сабатье. Это одна из ключевых задач, которую нам необходимо решить, чтобы обеспечить кислородом пилотируемые космические исследования и самообеспечение станций”.

Доктор Кристиан Джунаеди, главный исследователь проекта

Разработка нового реактора Сабатье, работающего на метаболизируемом СО2, имеет потенциал для будущих миссий НАСА путем генерирования кислорода и воды из атмосферных ресурсов космического корабля. Размер, вес и долговечность – все это ключевые атрибуты его дизайна.

Предлагаемый реактор Сабатье будет иметь ультракомпактную, легкую конструкцию, сохраняя при этом высокую селективность по продуктам воды и метана.

Вы можете обсудить про кислород в космосе на нашем форуме, достаточно нажать на кнопку ниже.

Метки
Обсудить статью на форуме

Администратор

Впереди еще много нового!

Related Articles

Back to top button
Close