Nature-lehdessä julkaistu uusi tutkimus tutkii uutta lähestymistapaa resurssiongelmaan väittäen, että teknologiat, joita ihmiset ovat tähän mennessä käyttäneet elääkseen kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS), eivät sovellu mihinkään muuhun kuin kiertoradalle. Astronautit tarvitsevat jotain muuta elääkseen kuussa tai Marsissa, ja tutkijat uskovat, että aurinkosähkölaitteet voisivat olla ratkaisu.
Artikkelissa, kirjoittanut Warwickin yliopiston apulaisprofessori Katharina Brinkert, toteaa, että noin 1,5 kW ISS:n Environmental Control and Life Support Systemin 4,6 kW:n kokonaisenergiabudjetista käytetään tällä hetkellä hapen tuottamiseen aurinkosähköelektrolyysiprosessilla. Avaruusasemalla oleva happigeneraattori käyttää tasavirtaa aiheuttamaan ei-spontaani kemiallinen reaktio, joka erottaa happimolekyylit vedystä, jolloin astronautit voivat hengittää avaruudessa.
OGA-järjestelmän kaksivaiheinen prosessi (muuntaa auringonvalo sähköksi ja sitten käyttää sähköä elektrolyyttiseen prosessiin) on kallis, tilaa vievä ja altis häiriöille, joten se voi olla este pitkäkestoisille avaruuslennoille kaukana Maasta. Brinkertin ja hänen kollegoidensa ehdottama vaihtoehtoinen lähestymistapa on käyttää valosähkökemiallisia (PEC) laitteita valosähköisten elektrolyysilaitteiden sijasta.
Toisin kuin OGA:t, PEH-laitteet perustuvat yksivaiheiseen prosessiin, joka on suunniteltu muuntamaan aurinkoenergia suoraan kemialliseksi energiaksi. Puolijohdemateriaalit muuttavat sähkömagneettisen säteilyn hapeksi ja vedyksi ilman välivaiheen sähköntuotantoa.
Tutkimustyö luo "teoreettisia perusteita FEH-laitteiden käytölle Kuun ja Marsin elinympäristöissä" ja tutkii mahdollisuuksia luoda FEH-koneita, jotka on suunniteltu erityisesti hapen tuotantoon ja hiilidioksidin käsittelyyn näille kaukaisille vieraille maille.
Valosähkökemiallinen lähestymistapa vaikuttaa järkevältä, artikkelin kirjoittajat päättelevät, vaikka jotkut kysymykset ovat edelleen avoinna. FEH-laitteiden pitkän aikavälin tehokkuutta ja "tehotiheyttä" koskeva tutkimus jatkuu edelleen, kun taas "in situ -resurssien käyttö" (eli Kuusta tai Marsista löydettyjen materiaalien käyttö FEH-laitteiden rakentamiseen) ja kyky toimia mikrogravitaatiossa näyttää olevan pienempi ongelma.
Lue myös:
- ESA osoitti, kuinka he testaavat tekniikoita näytteiden keräämiseksi Marsin pinnalta
- Artemis-tehtäviä varten luodaan kuukulkija, joka kerää näytteitä ja tekee analyyseja