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 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.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
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.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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