NASA
Космические агентства и частные компании уже разработали планы по отправке людей на Марс в ближайшие несколько лет, чтобы в конечном итоге его колонизировать. И с увеличением числа открытий планет подобных Земле дальние космические путешествия кажутся всё более захватывающими.
Однако для людей выживание в космосе в течение длительных периодов времени представляет собой сложную задачу. Одной из основных проблем межпланетных полётов является транспортировка достаточного количества кислорода и топлива.
Но согласно новому исследованию, опубликованному в Nature Communications, можно производить водород (как топливо) и кислород (для дыхания) из воды с использованием только полупроводникового материала и солнечного или звёздного света в условиях микрогравитации. Именно эта технология может сделать дальние космические путешествия возможными.
Ранее учёные разработали различные технологии разделения воды на её составляющие. Одним из простейших методов является фотокатализ ‒ при этом процессе используются фотоны, полупроводниковый материал и вода для создания электронно-дырочных пар.
Когда материал поглощает фотоны, освобождается свободный электрон. Реакция вытягивает протон из воды, который может сочетаться со свободным электроном с образованием водорода. Отверстие, образованное испущенным электроном, заменяется электроном из воды, который может сочетаться с протонами с образованием кислорода.
Таким образом, система может производить водородное топливо для космического корабля и кислород для дыхания космонавтов.
Чтобы убедиться, что технология может работать в условиях микрогравитации, учёные сбросили систему фотокатализа с высокой башни. Известно, что когда объект находится в свободном падении, он испытывает условия, похожие на микрогравитацию.
В процессе фотокатализа вблизи материала катализатора происходит образование пузырьков воздуха. На Земле подъёмная сила вызывает появление этих пузырьков на поверхности сосуда, но в условиях микрогравитации они остаются вблизи катализатора.
Перед учёными стояла задача заставить пузырьки отделиться от него в условиях космоса. Для этого они увеличили микроструктуру материала катализатора в наномасштабе, создавая на его поверхности крошечные пирамиды. Текстура материала заставила пузырьки перемещаться к кончику пирамиды и отеляться от самого катализатора.
Технология пока не идеальна. Несмотря на то, что учёным удалось заставить пузырьки воздуха «уйти» от катализатора, они все ещё остаются в воде. Эта накапливающаяся пена снижает эффективность процесса производства водорода.
«Инженерные решения вокруг этой проблемы будут ключевыми для успешного внедрения технологий в космосе, где можно будет использовать центробежные силы от вращения космического аппарата для отделения газов от раствора», ‒ объясняют исследователи.
Существует также проблема водоснабжения. Хотя запуск космического корабля с большим количеством воды на борту безопаснее, чем запуск с топливом, вода даёт больше веса. Для долгосрочных космических полётов потребуются внешние источники пополнения запасов воды. В конце концов, учёные надеются, что во время космических миссий станет возможным собирать воду из астероидов.
«Благодаря этому исследованию мы стали на шаг ближе к межпланетным перелётам», ‒ уверены учёные.
Добавляйте CСб в свои источники дзен
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Картина дня
В России действительно могут ввести еще один авиасбор, причем уже с 2027 года
Совет Федерации предложил ограничить поступление в вузы через повышение минимальных баллов ЕГЭ
Ушаков: переговоры с Украиной зависят от ее поведения в праздники, а с ЕС рано или поздно говорить придется
Мантуров: поставки самолета Ил-114–300 могут начаться с декабря
В Испании не менее 46 человек погибли при столкновении двух скоростных поездов
Mash: 88-летней Федосеевой-Шукшиной присвоили паллиативный статус
Саша Савельева о разводе с Кириллом Сафоновым: "Мы расходимся не по одной причине, а по совокупности"
Наши публикации
Президент Израиля на самом деле предложил Нетаньяху помилование в обмен на уход из политики?
Высшая математика для взрослых в исполнении сотовых операторов
Разъяснения ВС: руководство к действию или «советы», которые судьи могут игнорировать?
Трамп - о Зеленском, ударах по российским НПЗ, и о Крыме, который он считает украинским
Украина заявила о возобновлении работы военного Starlink, а Маск призвал Зеленского уйти в отставку
Украина отказалась от энергетического перемирия: Рязанский НПЗ загорелся после атаки беспилотников
Трамп откатил назад и заявил, что Путин и Зеленский поддерживают идею энергетического перемирия, но не знают, как это сделать
Слухи, скандалы, сплетни
Прах актера Романа Попова развеяли над Черным морем
Маск представил ролик своей версии "Одиссеи", но она пока не глянулась ни критикам, ни пользователям
Mash: 88-летней Федосеевой-Шукшиной присвоили паллиативный статус
Джиган оспорит в суде иски Оксаны Самойловой
Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова
Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"
Наука
Вопреки прогнозам скептиков, Россия продолжит участие в работе МКС - пока до 2030 года
«Роскосмос» планирует запуск двух ракет «Союз-5» летом 2027 года
На российском сегменте МКС обнаружили два места утечки воздуха
Ракета компании Безоса взорвалась во время испытаний
Хайтек
В сеть утекли 16 млрд паролей от аккаунтов Apple, Google и других сервисов
Разработчики ПО для российской ОС «Аврора» подали заявление о банкротстве
В ФСБ рекомендовали откаться от использования российского браузера "Спутник"
Ъ: В российских кнопочных телефонах обнаружили уязвимость, которая позволяет управлять телефоном посторонним
Туризм
Лайнер остановил "бесконечный круиз" и выселил пассажиров из-за цен на топливо
В РСТ назвали стоимость визы в Черногорию для российских туристов
Визовые центры Кипра в 6 городах России приостановили прием заявлений из-за сбоя
В Таиланде предложили ввести сбор за въезд и сбор за выезд из страны - за выезд дороже
Спорт
Александр Овечкин объявил, что завершит карьеру в НХЛ по окончании сезона
Артем Дзюба завершил карьеру
Камилу Валиеву все же лишили нейтрального статуса
Фигуристка Камила Валиева обжаловала в ЕСПЧ дисквалификацию по делу о допинге
Лионель Месси завершил карьеру в сборной
Зинедин Зидан стал главным тренером сборной Франции по футболу
Вкусный раздел
Юлия Дианова: Не просто завтрак
Дарья Близнюк: «Заготовки от Даши. Вкусно, как ни «крути»!
Анна Аксёнова: Муссовые торты. Легче легкого!
Софи Дюпюи-Голье: Мир хлеба. 100 лучших рецептов домашнего хлеба со всего мира


Ректор МФТИ сообщил об отмене встречи с Дмитрием Муратовым, поскольку возник риск провокаций
Телескоп Hubble запечатлел момент рождения новой звезды
Земля-снежок: ученые рассказали, стоит ли готовиться к новому ледниковому периоду
Ученые выяснили, как возникает сознание в мозге