En ny studie publicerad i tidskriften Nature utforskar ett nytt förhållningssätt till resursproblemet, och hävdar att den teknik som människor hittills har använt för att leva på den internationella rymdstationen (ISS) inte är lämpliga för något annat än en omloppsutpost. Astronauter kommer att behöva något annat för att leva på månen eller Mars, och forskare tror att solceller kan vara lösningen.
I artikel, skriven av University of Warwick docent Katharina Brinkert, uppger att cirka 1,5 kW av den totala energibudgeten på 4,6 kW för Environmental Control and Life Support System på ISS används för närvarande för att producera syre med hjälp av den fotovoltaiska processen för elektrolys. Syregeneratorn ombord på rymdstationen använder en elektrisk likström för att orsaka en icke-spontan kemisk reaktion, som separerar syremolekyler från väte, vilket gör att astronauter kan andas i rymden.
OGA-systemets tvåstegsprocess (omvandla solljus till elektricitet och sedan använda elektriciteten för en elektrolytisk process) är dyr, besvärlig och benägen för haverier, så det kan vara ett hinder i långvariga rymduppdrag långt från jorden. Ett alternativt tillvägagångssätt som föreslås av Brinkert och hans kollegor är att använda fotoelektrokemiska (PEC) enheter istället för fotoelektriska elektrolysatorer.
Till skillnad från OGA kommer PEH-enheter att baseras på en enstegsprocess utformad för att omvandla solenergi direkt till kemisk energi. Halvledarmaterial kommer att omvandla elektromagnetisk strålning till syre och väte, utan behov av mellanliggande elproduktion.
Forskningsarbetet skapar "teoretiska grunder för användningen av FEH-anordningar i livsmiljöer på Månen och Mars", och utforskar möjligheten att skapa FEH-maskiner speciellt utformade för produktion av syre och bearbetning av koldioxid på dessa avlägsna, främmande länder.
Det fotoelektrokemiska tillvägagångssättet verkar rimligt, avslutar artikelförfattarna, även om vissa frågor fortfarande är öppna. Forskning om den långsiktiga effektiviteten och "effekttätheten" för FEH-enheter pågår fortfarande, medan "in situ resursutnyttjande" (dvs. att använda material som finns på månen eller Mars för att bygga dessa FEH-maskiner) och förmågan att arbeta i mikrogravitation verkar vara ett mindre problem.
Läs också:
- ESA visade hur de testar teknik för att samla in prover från Mars yta
- En månrover kommer att skapas för Artemis-uppdragen, som kommer att samla in prover och genomföra analyser