Naukowcy, kierowani przez byłego głównego technologa NASA, mają nadzieję na wystrzelenie satelity, którego źródłem paliwa jest woda. Grupa Cornell University i Mason Peck chcą, aby ich urządzenie było pierwszymi CubeSatami (są to małe satelity wielkości pudełka na buty), które orbitują wokół Księżyca, jednocześnie demonstrując potencjał wody jako źródła paliwa dla statku kosmicznego. Ta bezpieczna i stabilna substancja jest dość powszechna nawet w kosmosie i mogłaby znaleźć jeszcze szersze zastosowanie na Ziemi, ponieważ szukamy alternatywy dla paliw kopalnych.
Dopóki nie opracujemy napędu warp lub innego futurystycznego układu napędowego, nasze podróże kosmiczne będą prawdopodobnie w dużym stopniu polegać na rakietach wykorzystujących to samo paliwo, które jest obecnie powszechne. Działają poprzez spalanie gazu w tylnej części aparatu i dzięki temu dzięki prawom fizyki są wypychane do przodu. Takie układy napędowe dla satelitów muszą być lekkie i przenosić dużo energii na małej przestrzeni (mieć dużą gęstość energii), aby nieprzerwanie utrzymywać urządzenie na orbicie przez wiele lat, a nawet dekad.
Pierwsza obawa dotyczy bezpieczeństwa. Pakowanie energii w małą objętość i masę w postaci paliwa oznacza, że nawet najmniejszy problem doprowadzi do katastrofalnych konsekwencji, takich jak to, co widzieliśmy przy niedawnej eksplozji rakiety SpaceX. Umieszczenie satelitów na orbicie z jakimkolwiek niestabilnym paliwem na pokładzie może oznaczać katastrofę dla drogiego sprzętu, a może nawet gorsze dla ludzkiego życia.
Woda może pomóc nam obejść ten problem, ponieważ jest zasadniczo nośnikiem energii, a nie paliwem. Grupa Cornell University nie planuje wykorzystywać wody jako paliwa, ale raczej wykorzystywać energię elektryczną z paneli słonecznych, aby rozdzielić wodę na wodór i tlen i wykorzystać je jako paliwo. Te dwa gazy łączą się i stają się mieszaniną wybuchową, pozwalającą zrealizować energię zużytą na rozszczepienie wody. Spalanie tych gazów może posłużyć do przesunięcia satelity do przodu, przyspieszenia go lub zmiany jego pozycji na orbicie, w zależności od celu.
Ogniwa słoneczne są wysoce niezawodne i nie mają ruchomych części, co czyni je idealnymi do mikrograwitacji i ekstremalnych środowisk kosmicznych do generowania prądu ze światła słonecznego. Tradycyjnie energia ta jest przechowywana w bateriach, ale naukowcy z Cornell chcą ją wykorzystać do rozbicia wody na pokładzie.
Proponowany proces - znany jako elektroliza - polega na przepuszczaniu prądu przez wodę, zwykle zawierającą rozpuszczalny elektrolit. Prąd rozbija wodę na tlen i wodór, które są uwalniane oddzielnie na dwóch elektrodach - na anodzie i katodzie. Na Ziemi grawitacja oddziela te gazy i można je wykorzystać. Ale w stanie nieważkości satelita będzie potrzebował sił odśrodkowych od obrotu do oddzielenia gazów z roztworu.
Elektroliza była już w przeszłości wykorzystywana w kosmosie do dostarczania tlenu do załogowych misji kosmicznych i nie zajmowała się wysokociśnieniowymi butlami z tlenem, na przykład na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Ale zamiast wysyłać wodę w kosmos jako ładunek na rakiecie, moglibyśmy po prostu wydobywać ją pewnego dnia na Księżycu lub na asteroidach. Jeśli to nowe podejście do wykorzystania wodoru i tlenu jako paliwa satelitarnego okaże się skuteczne, moglibyśmy mieć gotowe źródło tego gazu w kosmosie. Takie podejście można zastosować do zasilania statku kosmicznego przyszłości.
Jak to często bywa, rozwój technologii kosmicznej daje początek pomysłom, które można zastosować na Ziemi, zwłaszcza w rozwiązywaniu znaczących problemów energetycznych. Magazynowanie energii elektrycznej jest naprawdę trudne, a wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię potrzebujemy przełomów. Farmy wiatrowe i słoneczne nie są najbardziej wydajnymi formami energii odnawialnej nie z powodu problemów z produkcją energii, ale dlatego, że często nie możemy z tą energią zrobić nic pożytecznego. Sieci elektroenergetyczne ulegają awarii w okresach dużej produkcji i niskiego zapotrzebowania na energię.
Film promocyjny:
Być może pomoże nam to wykorzystać nadmiar energii elektrycznej do rozszczepienia wody na wodór i tlen. Następnie możesz zrobić zapasy wodoru i, jeśli to konieczne, połączyć go z tlenem z atmosfery.
ILYA KHEL