Вопрос получения кислорода на другой планете до сих пор очень актуален. Новое исследование, проведённое Уорикским университетом, сравнивает традиционные генераторы кислорода с МКС и устройства на основе фотоэлектрохимических (PEC) элементов. PEC-системы могут создавать кислород из воды с помощью солнечного излучения без дополнительного питания и потенциально могут оказаться более надёжными на других планетах.
Источник изображений: NASA
Согласно исследованию, которое было опубликовано в журнале Nature на этой неделе, сборный генератор кислорода, который можно найти на МКС, достаточно хорош для выработки кислорода для станции, однако эти системы громоздки и склонны к поломкам. Для получения кислорода сборные генераторы используют процесс электролиза воды. Это довольно энергозатратный процесс, который потребляет 1,5 кВт энергии на МКС, что является значительной частью от 4,7 кВт, потребляемых всей системой управления жизнеобеспечением. Генератору необходима энергия, чтобы пропускать электрический ток через воду. Большим преимуществом фотоэлектрохимических систем является отсутствие необходимости в дополнительном питании.
Для получения кислорода в PEC-системах используются полупроводниковые материалы, позволяющие расщепить воду на водород и газообразный кислород с помощью солнечной энергии. Это сделало PEC горячей темой среди исследователей устойчивой энергетики, так как данная технология может оказаться полезной и на Земле. Тем не менее, нет причин, по которым аналогичное оборудование не могло бы обеспечивать кислородом астронавтов.
В новом исследовании изучалось, насколько жизнеспособны эти системы при их работе на Марсе и Луне. В результате учёные сошлись во мнении, что система сможет обеспечить кислородом человека, который будет работать в условиях микрогравитации. Однако они отметили, что нынешняя технология PEC должна стать более эффективной и компактной, прежде чем ею можно будет снабдить космический корабль. И вполне возможно, что её не придётся собирать на Земле.
Поскольку каждый грамм, запущенный с Земли, стоит денег, аэрокосмические компании все больше интересуются использованием ресурсов на месте. Это означает, что миссия разрабатывается таким образом, чтобы использовать материалы в месте назначения, а не доставлять всё с Земли. Например, NASA изучает возможность применения марсианского грунта в качестве строительного материала, а многочисленные проекты исследуют возможности добычи водяного льда на Луне. В исследовании говорится, что «в конструкции устройства можно использовать различные полупроводники и материалы для электрокатализаторов, которые доступны на Луне и Марсе».