磁铁让宇航员在太空呼吸可能会更轻松

磁铁让宇航员在太空呼吸可能会更轻松

宇航员们,放松呼吸:科学家们刚刚为在国际空间站(ISS)上使用磁铁生产可呼吸氧气的技术铺平了道路,这一技术可能比目前使用的技术便宜得多。我们的目标不仅仅是削减目前在太空为宇航员提供支持的成本,而是让人类太空旅行的整个过程更容易实现。

氧是在国际空间站上通过一种称为水电解的过程制造的,太阳能电池板的电能将水分解成氢气和氧气的混合物。乔治亚理工学院流体动力学家阿尔瓦罗·罗梅罗·卡尔沃告诉媒体,在微重力条件下,从水中分离出氧气的问题并不违反直觉,国际空间站上的重力与地球上的物体相比,只相差10%。相反,困难在于恒定自由落体状态产生的浮力。

罗梅罗·卡尔沃说:“例如,如果你想在太空喝可口可乐,饮料中的所有(二氧化碳)气泡都会留在那里,这基本上会产生一层无法分离的泡沫层。”。“当我们试图将气体从(太空中的)液体中取出时,我们需要使用其他方法。”

目前的解决方案依靠一系列泵和离心机来高速旋转混合物。但这些装置很难修复,体积庞大。罗梅罗·卡尔沃说,由于这些装置的重量和空间,它们无法与重量可能小于等于5磅的小型卫星结合或运输。

因此,去年12月,德国和美国研究团队决定在146米的不来梅吊塔上测试一种基于磁铁的替代品,这是欧洲同类产品中最高的之一。起初,他们计划研究水电解,但塔顶的关闭将模拟微重力的可用时间从9秒缩短到4.7秒。他们不想浪费他们的保留,他们选择将一块磁铁绑在注射器的侧面,测试其从化学品和特级初榨橄榄油等溶液中聚集气泡的能力。

水的磁性非常弱,因为地球的重力,我们在这里没有注意到它,但在微重力下,磁铁可以施加明显的力。作者说,这些小规模试验表明,基于所用的解决方案,气泡可以吸引到磁铁上,也可以从磁铁上排斥,这是一个令人鼓舞的原理证明。研究结果最近发表在《npj微重力》杂志上。

研究合著者、科罗拉多大学博尔德分校航空工程师汉斯彼得·肖布在一份新闻稿中说:“经过多年的分析和计算研究,能够在德国使用这座令人惊叹的升降塔提供了具体证据,证明这一概念将在零重力空间环境中发挥作用。”

当然,下一个重要步骤是在太空中进行实际测试。罗梅罗·卡尔沃说,他和他的团队正期待着这样做。如果他们的外星试验进展顺利,科学家们将离实现地球外的生命又近了一步。

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