Sauerstoff im Weltraum mit Magneten effizienter machen
Mit über 20 Jahren ununterbrochener Anwesenheit von Menschen im Weltraum auf der Internationalen Raumstation (ISS) haben wir Technologien entwickelt, um Astronauten während Aufenthalten, die normalerweise zwischen sechs Monaten und einem Jahr dauern, sicher und gesund zu halten. Aber zukünftige bemannte Missionen, wie geplante Missionen zum Mars, werden einen völlig neuen Ansatz für die bemannte Raumfahrt erfordern, wenn sie erfolgreich sein sollen. Kürzlich schlug eine Gruppe von Forschern eine neue Methode zur Herstellung von Sauerstoff im Weltraum mithilfe von Magneten vor, die Astronauten in Zukunft bei weiteren Erkundungen helfen könnte.
Aktuelle Sauerstoffsysteme auf der ISS funktionieren über die Oxygen Generation Assembly oder OGA. Der OGA entnimmt Wasser aus dem Wasserrückgewinnungssystem und spaltet dieses in Sauerstoff, der zurückgehalten wird, und Wasserstoff, der größtenteils in den Weltraum abgelassen wird. Dieses System ist jedoch schwer , was den Start erschwert, und es müsste zuverlässiger sein, wenn es für den Einsatz auf einer Langzeitmission zum Mars vertrauenswürdig wäre.
Die neue Arbeit einer internationalen Forschergruppe legt nahe, dass eine Technik namens magnetische Phasentrennung effizienter sein könnte, um Sauerstoff im Weltraum herzustellen. Das Problem bei der Sauerstofferzeugung besteht darin, Gase von Flüssigkeiten zu trennen. In der Schwerelosigkeit steigen diese Gase nicht nach oben und müssen mit einer großen, schweren Zentrifuge herausgeschleudert werden. Die Forscher schlagen vor, anstelle einer Zentrifuge Magnete zu verwenden, indem sie einen Neodym-Magneten in die Flüssigkeit eintauchen, der die Blasen anzieht.
Das Team konnte sein Konzept mit einer Anlage namens Fallturm testen, einer 146 Meter hohen Struktur, in der sich ein Stahlrohr befindet, aus dem die gesamte Luft abgesaugt werden kann. Eine Kapsel wird in die Röhre platziert und aus einer Höhe von 120 Metern fallen gelassen, um in den freien Fall zu gelangen, um 4,74 Sekunden lang Schwerelosigkeit zu erleben, während der Experimente durchgeführt werden können. Noch längere Tests von über 9 Sekunden können mit dem „Katapultmodus“ des Turms durchgeführt werden, bei dem die Kapsel am unteren Ende des Turms beginnt und nach oben katapultiert wird, bevor sie wieder herunterfällt.
„Nach Jahren der analytischen und rechnerischen Forschung lieferte die Möglichkeit, diesen erstaunlichen Fallturm in Deutschland zu nutzen, einen konkreten Beweis dafür, dass dieses Konzept in der Zero-G-Weltraumumgebung funktionieren wird“, sagte einer der Forscher, Hanspeter Schaub von der University of Colorado Boulder , in einer Erklärung .
Die Forschungsergebnisse sind in der Fachzeitschrift npj Microgravity veröffentlicht.