Войти

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

1066
0
0
Какой бы ни была первая колония «марсиан», без кислорода ей не обойтись
Какой бы ни была первая колония «марсиан», без кислорода ей не обойтись.
Источник изображения: SpaceX / Twitter

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.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
02.06.2021
Истинный РОСС.Россия создает свою космическую станцию. Что о ней известно?
31.08.2018
"Космическая одиссея 2001 года" спустя полвека: что сбылось, а что нет
03.04.2018
"Космическая одиссея 2001 года" спустя полвека: что сбылось, а что нет
01.09.2016
"Роскосмос" нашел применение ядерным двигателям
25.12.2014
Дмитрий Рогозин: "Вооружаем армию, чтобы не воевать"
29.11.2012
Как заработать на космосе
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 03.10 19:59
  • 107
Без пилота охота: вертолеты будут охранять небо России от дронов
  • 03.10 19:14
  • 1
Минус два: на Украине опозорились танки Strv.122 из Швеции
  • 03.10 18:31
  • 55661
США отреагировали на начало российских военных маневров у границ Украины
  • 03.10 17:57
  • 40
Сергей Лавров: серьезных предложений Запада по Украине пока нет - Интервью ТАСС
  • 03.10 17:51
  • 1
Уоллес посоветовал Украине активизировать мобилизацию
  • 03.10 17:03
  • 58
Названа особенность новой лунной миссии России
  • 03.10 10:29
  • 0
Польские военные получат еще одну премию, а вырасти в звании не составит труда
  • 02.10 22:56
  • 3
Фрегаты для Черного моря
  • 02.10 17:34
  • 24
Британская разведка назвала фактор, мешающий быстрому продвижению союзных войск на Донбассе
  • 02.10 16:42
  • 1
Немецкий журналист назвал основные проблемы, которые не позволяют ВСУ одержать верх над ВС РФ
  • 02.10 16:29
  • 27
МО РФ: точность РСЗО "Торнадо-С" при использовании современных боеприпасов достигает 100%
  • 02.10 14:50
  • 0
Исторические параллели: Литва позволяет реанимировать «литвинизм» в стране
  • 02.10 12:07
  • 1
«Стали менее заметными»: В Киеве заявили о применении Россией модернизированных дронов-камикадзе типа «Герань»
  • 02.10 10:01
  • 89
Эксперты оценили БМП «Манул» с 57-мм пушкой в качестве средства для противодействия форсированию противником водных преград
  • 01.10 20:23
  • 40
В России раскрыли главные боевые преимущества истребителя Су-34