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該技術比國際空間站現在使用的技術更小,更輕,更便宜
科學家們剛剛為使用磁鐵在國際空間站 (ISS) 上生產可呼吸氧氣的技術鋪平了道路——這可能比目前使用的技術便宜得多。他們的目標不僅僅是降低現在支持宇航員在太空中生活的成本,而是讓人類的太空旅行在未來變得更容易。【現有問題點】:在國際空間站中,氧氣是通過稱為「水電解」的過程產生的,該過程利用太陽能電池板的電力將水分解成氫氣和氧氣。電解水並不是什麼難題,但是要在微重力環境下從水中分離出氣體是相當困難的(基本沒有浮力)。例如,如果你想在太空中喝可口可樂,飲料中的所有二氧化碳氣泡都會留在那裡——它基本上會產生一個無法分離的氣泡層。當我們試圖從液體中分離出氣體時,往往需要別的方法。目前,使用泵或者高速旋轉的離心機。然而,這些設備難以維修、且笨重。此外,由於它的重量和所需要的空間,限制了它的使用。【解決方案】:水的磁性很弱,但是在微重力下,磁鐵可以施加很大的力。包括華威大學化學家在內的一個國際科學家團隊提出了一種利用磁力,為太空中的宇航員從電解水的水槽中分離氧氣的方案。該研究成果發表在Nature 附屬的npj Microgravity期刊上:https://www.nature.com/articles/s41526-022-00212-9去年 12 月,該研究團隊決定在 146 米高的不來梅上測試一種基於磁鐵的替代方案,該塔是歐洲同類中最高的塔之一。最初,他們計劃研究水電解,但塔頂部的封閉作業的影響,模擬微重力下的可用時間從 9 秒縮短到 4.7 秒,他們不想浪費寶貴的時間,於是便選擇了把磁鐵綁到注射器的一側,測試其氣體從不同溶液中排出氣泡的能力(圖1)。通過在4.7秒微重力環境下的測試,他們發現氣泡可以被磁鐵吸引(圖2)以及排斥——這是一個令人振奮的原理驗證試驗。圖2. 上,沒有磁鐵條件下氣泡舉動;下,磁鐵在左側和右側時候氣泡的舉動「經過多年的分析和計算研究,能夠在德國使用這座令人驚嘆的落塔為這一概念將在零重力空間環境中發揮作用提供了具體證據,」研究合著者、科羅拉多大學博爾德分校航空航天工程師 Hanspeter Schaub 說在新聞稿中。當然,下一個重要步驟是在太空中進行實際測試。Romero-Calvo說他和他的團隊正在尋求這樣做。