• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
06.06.2023
Анна Новиковская
1
2 362

Кислород и топливо для «марсиан» предложили получать из местного воздуха

5.1

Международная группа исследователей предложила использовать фотоэлектрохимические ячейки для обеспечения внеземных колоний человечества кислородом и топливом.

Какой бы ни была первая колония «марсиан», без кислорода ей не обойтись / © SpaceX / Twitter / Автор: Дмитрий Жуков

У долгосрочных космических миссий проблемы точно такие же, как у «зеленой» энергетики на Земле: им требуются надежные, стабильные и эффективные системы преобразования и хранения солнечной энергии. На МКС примерно треть вырабатываемой за счет солнечных панелей энергии тратится на производство кислорода, причем все системы давно устарели и нередко выходят из строя. Если человечество планирует начать колонизацию Солнечной системы, потребуются более компактные и надежные системы для обеспечения жизнедеятельности будущих колонистов.

Один из рассматриваемых вариантов — фотоэлектрохимические ячейки, способные преобразовывать световую энергию в электричество и топливо. Причем в условиях невесомости они могут быть не менее эффективны, чем на Земле. Компактная монолитная конструкция и относительно простое устройство позволят не только легко перевозить ячейки с помощью космических кораблей, но и производить их в колониях.

Международная группа исследователей из Германии, Швейцарии и Великобритании провела расчеты для оценки эффективности фотоэлектрохимических устройств в условиях Луны и Марса. Ученые уточнили спектр марсианского солнечного излучения, установили пределы эффективности устройств для электролиза воды и связывания углекислого газа, работающих на солнечной энергии, а также оценили технологическую жизнеспособность фотоэлектрохимических устройств в космосе.

Согласно результатам работы, опубликованной в журнале Nature Communications, в сочетании с солнечными концентраторами и самоочищающимися панелями, препятствующими их загрязнению пылью, фотоэлектрохимические ячейки смогут обеспечить марсианскую колонию топливом. Для этого они будут использовать водород, полученный при разложении воды (из марсианского льда) электролизом и углекислый газ из атмосферы Красной планеты. Затем оба этих компонента по реакции Сабатье позволят синтезировать метан. А вот для работы в условиях лунной колонии даже концентраторы не потребуются, и вода из лунного льда станет источником кислорода для живущих на спутнике Земли людей.

Целью дальнейших исследований должно стать совершенствование солнечных концентраторов для улучшения выходной мощности или самих фотоэлектрохимических ячеек для обеспечения их работы в условиях низкого тока. Помимо применения в космонавтике, такие устройства могут стать полезными и на Земле, обеспечивая энергией отдаленные поселения, например полярные станции.

Следует отметить, что обеспечение кислородом и метаном за счет фотоэлектрохимических ячеек имеет пару слабых мест. Во-первых, 50 процентов всего времени такие ячейки не будут работать в связи с ночью. Значит, масса и самих ячеек, и систем синтеза метана должна быть вдвое выше, чем если бы в качестве источника электричества для химических реакций колонисты использовали ядерный реактор.

Во-вторых, фотоэлектрохимические ячейки на Марсе даже днем можно рационально применять только в низких широтах. Уже в умеренных широтах зимой они дадут в несколько раз меньше энергии, чем летом, что значительно ограничит среднегодовую производительность таких систем по кислороду и метану.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 15:12
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

11 часов назад
Мария Азарова

Ученые выявили генетическую мутацию, ответственную за напоминающий лакричные конфеты «салмиак» окрас шерсти, который недавно появился у домашних кошек в Финляндии.

Вчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Исследователи Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ использовали технологии автоматического распознавания эмоций для изучения благотворительного поведения. В рамках эксперимента ученые показали 45 участникам исследования фотографии собак, нуждающихся в помощи, и предложили сделать пожертвования в их поддержку. Эмоциональные реакции на изображения определяли по мимической активности с помощью программы FaceReader. Оказалось, что чем сильнее участники испытывали грусть и гнев, тем больше денег они готовы были отдать в благотворительные фонды, при этом персональный уровень финансового благополучия не влиял на размер пожертвований.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Позавчера, 15:12
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

24 мая
Полина Меньшова

Чрезмерный или неконтролируемый просмотр порноконтента, как правило, связан с особенностями психологического и эмоционального состояния человека. Какие именно факторы вызывают потребность в видео «для взрослых», объяснили специалисты из Австралии.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Ну да ведь, на земле всё проблемы решены!)
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: