Любой космический полет имеет ограничения. В его ходе Вы, вероятнее всего, не сможете пополнять запасы. Такие, например, как еда, вода и топливо. Расстояние, которое Вы сможете преодолеть, зависит от того, сколько невосполнимых запасов можно взять с собой.
При путешествии в космосе Вам также нужно будет беспокоиться о том, чтобы имелось достаточное количество топлива для космического корабля. И достаточное количество запасов воздуха для экипажа.
Фотосинтез и космический полет
По этой причине некоторые исследователи изучают новую интересную технологию, которую они называют искусственным фотосинтезом. Эта технология описывает способ использования солнечного света для создания топлива. И создания запасов воздуха в ходе выполнения длительных миссий. Космический полет, использующий для своих целей этот подход, мог бы стать менее зависим от запасов, взятых с Земли.
Исследуемое новшество в какой-то мере задумывается как аналог фотосинтеза. Именно этот процесс используют земные растениям и бактерии для своего питания. В результате этого сложного химического процесса световая энергия преобразуется в химическую. С получением в процессе чистого кислорода.
Исследование, опубликованное в издании Nature Communications, приближает нас на один шаг к этой цели. Впервые в истории науки ученые выполнили интересные фотоэлектрохимические эксперименты. Им удалось осуществить химические реакции, которые используют свет и электрические свойства химических веществ в среде, моделирующей ту, которая возникнет в условиях невесомости.
В настоящее время на Международной космической станции (МКС) имеются системы, разделяющие воду на водород и кислород, которым потом дышат космонавты. Инструменты МКС также умеют производить воду и метан из углекислого газа. Который выдыхают находящиеся на ее борту люди. Системы являются не очень эффективными. Но они отлично подходят для космической станции. Которая находится на постоянной орбите всего в нескольких сотнях километрах от поверхности Земли. Такое расположение позволяет регулярно получать с Земли топливо и другие предметы снабжения. Но более длительный космический полет, такой, например, как орбитальная станция как, вращающийся вокруг Луны или путешествие на Марс, не смогут полагаться на частые посылки из дома.
Невесомость на Земле
Химик Калифорнийского технологического института Катарина Бринкерт намерена решить эту проблему. Поэтому она и ее коллеги разработали эксперимент, в ходе которого химические реакции, возникающие в процессе фотосинтеза, происходили бы в условиях невесомости. Для этих целей было решено использовать немецкую Бременскую башню. Каменная башня дает ученым возможность обеспечить целых 9,3 секунды невесомости.
Бринкерт не была уверена, действительно ли их эксперимент сможет получиться за столь короткое время.
«Производство электрохимических реакций уже само по себе сложное дело», – говорит Бринкерт. «А необходимость сделать это за 9,3 секунды – еще сложнее».
К счастью, эксперименты прошли успешно. И Бринкерт и ее команда смогли произвести газообразный водород, ценный источник топлива, из растворенной в воде кислоты.
Шаг к космическому полёту
Бринкерт подчеркивает, что полученные результаты очень интересны. Но они являются пока лишь продуктом фундаментальных исследований. Требуется выполнить еще очень много работы, прежде чем новые данные можно будет применить на практике. В долгосрочной перспективе Бринкерт предполагает продолжить работу с инженерами для разработки устройства, которое будет работать в условиях невесомости. Этот прибор сможет использовать солнечный свет для получения кислорода из воды. А также производить газообразный водород, который можно использовать как восполняемый источник топлива. Она также надеется на более тесное сотрудничество между исследователями, изучающими виды топлива, которые можно получить с помощью Солнца. И учеными, занимающимися исследованием космоса.