Кислород и топливо для «марсиан» предложили получать из местного воздуха
Международная группа исследователей предложила использовать фотоэлектрохимические ячейки для обеспечения внеземных колоний человечества кислородом и топливом.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Прогулки наедине с природой в абсолютной тишине существенно повышают риск опасного столкновения с дикими животными. К такому выводу пришли британские биологи, проанализировав базу данных почти 3,5 тысячи инцидентов между людьми и крупными зверями.
Американское военное ведомство опубликовало четвертую часть материалов о неопознанных летающих объектах. Собственно новых файлов не так много: как и в прошлые разы, значительная часть опубликованного была известна ранее. Однако есть детали, которые действительно интересны и указывают на объекты, чья природа не может быть легко объяснена в рамках известного землянам на сегодняшний день.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии