Войти

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

2076
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
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 23.08 19:23
  • 16391
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 22.08 20:03
  • 6
В России приступили к сборке первых самолетов Як-130М
  • 22.08 07:44
  • 2
"Военная хроника": Связка Су-25 и БПЛА "Герань" увеличивает дальность поражения
  • 22.08 07:29
  • 2
Приполярные районы Луны посчитали идеальным местом для выживания земных микробов
  • 22.08 00:46
  • 1
Замглавы МО РФ обсудил с послом Шри-Ланки перспективы военного сотрудничества
  • 22.08 00:03
  • 1
Российские военные научили робота «Курьер» автоматически уничтожать дроны
  • 21.08 23:33
  • 1
Цель определена: Украина разместит предприятие по производству БПЛА в Финляндии
  • 21.08 23:30
  • 1
За время СВО "Ланцеты" применены уже более 5 тысяч раз
  • 21.08 23:20
  • 0
Комментарий к "The Atlantic рассказал о «страшном сне НАТО»"
  • 21.08 23:02
  • 3
«Полевая артиллерия будущего»: САУ AS9 Huntsman поступила в австралийскую армию
  • 21.08 21:54
  • 0
Комментарий к "Кто победит в дуэли Су-57 против Dassault Rafale? Ответ может удивить (The National Interest, США)"
  • 21.08 21:30
  • 135
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 21.08 18:02
  • 0
Комментарий к " "Именно этого Москва не хочет". Этим учением НАТО посылает четкий сигнал (Die Welt, Германия)"
  • 21.08 18:01
  • 0
Комментарий к "Америка должна выйти из НАТО и перестать играть роль мирового жандарма на Ближнем Востоке (19FortyFive, США)"
  • 21.08 14:11
  • 3
Путин дразнит НАТО военным кораблем с гиперзвуковыми ракетами на борту (The Telegraph UK, Великобритания)