Gli scienziati pensano di aver violato il supporto vitale di Marte • The Register

May 24, 2023

I ricercatori hanno scoperto che le reazioni fotochimiche dirette potrebbero fornire l’ossigeno e l’idrogeno di cui gli esseri umani hanno bisogno per abitare a lungo termine su Marte o sulla Luna.

La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) si affida a elettrolizzatori d'acqua azionati da fotovoltaico per ottenere ossigeno dall'acqua. Ma il processo in due fasi – convertire la luce solare in elettricità e poi utilizzare l’elettricità nell’elettrolisi dell’acqua – è costoso.

Un documento pubblicato questa settimana afferma che circa 1,5 kW dei 4,6 kW di bilancio energetico del sistema di controllo ambientale e supporto vitale della ISS vengono utilizzati dall’OGA (Oxygen Generator Assembly), che si basa sull’elettrolisi. L’approccio era un vicolo cieco in termini di futura esplorazione spaziale e abitazione, afferma lo studio pubblicato su Nature Communications.

Oltre all'elevata domanda di energia, l'OGA e l'Assemblea per la riduzione dell'anidride carbonica "attualmente in atto sulla ISS sopportano la sfida di essere notoriamente ingombranti e soggetti a guasti dovuti a compartimenti obsoleti, inefficienti o obsoleti", si legge.

Come approccio alternativo, la ricercatrice capo Katharina Brinkert, assistente professore di catalisi presso l'Università di Warwick, ha valutato la fattibilità dei dispositivi fotoelettrochimici (PEC) per aumentare le possibilità di sopravvivenza a lungo termine.

I dispositivi PEC utilizzano materiali semiconduttori per convertire l'energia solare direttamente in energia chimica per produrre idrogeno e ossigeno senza richiedere la produzione intermedia di elettricità. La tecnologia è oggetto di intense ricerche sulla Terra perché potrebbe aiutare a risolvere il problema dell’energia sostenibile, ma il suo potenziale nello spazio deve ancora essere studiato.

"Questo lavoro cerca di stabilire le basi teoriche per l'applicazione dei dispositivi PEC negli habitat sulla Luna e su Marte e rappresenta la prima incursione nell'esplorazione della fattibilità del loro utilizzo per la produzione di ossigeno e il riciclaggio di anidride carbonica", ha affermato Brinkert nel documento.

I ricercatori hanno concluso che era possibile, ma con alcuni avvertimenti.

"Sebbene l'elevata efficienza a lungo termine e la densità di potenza dei dispositivi PEC siano ancora parte integrante degli sforzi di ricerca terrestre in corso, abbiamo dimostrato che l'applicazione di questi dispositivi potrebbe andare oltre la Terra e potenzialmente contribuire alla realizzazione dell'esplorazione spaziale umana", si legge nel documento. disse.

La ricerca ha anche esaminato se i dispositivi PEC potessero essere costruiti in un insediamento extraterrestre utilizzando l'ISRU (In-Situ Resource Utilization), ovvero cosa puoi trovare dove sei atterrato.

"La costruzione del dispositivo può attingere da una varietà di semiconduttori e materiali elettrocatalizzatori disponibili sulla Luna e su Marte e i materiali richiesti possono eventualmente essere prodotti tramite ISRU. Inoltre, abbiamo precedentemente dimostrato che i dispositivi PEC possono funzionare in modo efficiente in microgravità e la nostra teoria teorica l’analisi suggerisce che può essere opportunamente ampliato”, afferma lo studio. ®

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