NASA: n entisen pääteknologin johtamat tutkijat toivovat käynnistävänsä satelliitin, joka kulkee vedellä polttoaineena. Cornell University -ryhmä ja Mason Peck haluavat laitteensa olevan ensimmäinen CubeSats (nämä ovat pieniä kenkärasian kokoisia satelliitteja) kiertämään Kuua kiertäen samalla veden potentiaalia polttoaineen lähteenä avaruusalukselle. Tämä turvallinen ja vakaa aine on melko yleinen jopa avaruudessa, ja sen käyttö maapallolla voisi olla vielä laajempi, koska etsimme vaihtoehtoa fossiilisille polttoaineille.
Ennen kuin kehitämme loimilaitetta tai jotain muuta futuristista käyttövoimajärjestelmää, avaruusmatkamme luottaa todennäköisesti voimakkaasti raketteihin, joissa käytetään samaa polttoainetta, joka on nykyään yleinen. Ne toimivat polttamalla kaasua laitteen takaosaan ja tämän vuoksi ne fysiikan lakien ansiosta työnnetään eteenpäin. Tällaisten satelliittien propulsiojärjestelmien on oltava kevyitä ja niiden on kuljetettava paljon energiaa pienessä tilassa (niiden energian tiheys on korkea), jotta laitteistoa voidaan pitää jatkuvasti kiertoradalla vuosia tai jopa vuosikymmeniä.
Ensimmäinen huolenaihe on turvallisuus. Energian pienpakkaaminen pieninä määrinä ja massaa polttoaineena tarkoittaa, että pienikinkin ongelma johtaa tuhoisiin seurauksiin, kuten mitä näimme SpaceX: n äskettäisen räjähdyksen räjähdyksessä. Satelliittien asettaminen kiertoradalle minkä tahansa tyyppisellä epävakaalla polttoaineella voi johtaa katastrofiin kalliille laitteille ja ehkä jopa pahemmalle ihmishenkille.
Vesi voi auttaa meitä kiertämään tämän ongelman, koska se on pääasiassa energian kantaja, ei polttoaine. Cornell University -ryhmä ei aio käyttää vettä polttoaineena, vaan käyttää aurinkopaneeleista saatavaa sähköä veden jakamiseen vedyksi ja happeksi sekä polttoaineeksi. Nämä kaksi kaasua yhdistyvät ja niistä tulee räjähtäviä seoksia, mikä sallii veden jakamiseen kuluttaman energian. Näiden kaasujen palamista voidaan käyttää siirtämään satelliittia eteenpäin, kiihdyttämään sitä tai muuttamaan sen sijaintia kiertoradalla määränpäästä riippuen.
Aurinkokennot ovat erittäin luotettavia, ja niissä ei ole liikkuvia osia, joten ne ovat ihanteellisia mikropainoisille ja äärimmäisissä avaruusympäristöissä tuottamaan virtaa auringonvalosta. Perinteisesti tämä energia varastoidaan akkuihin, mutta Cornellin tutkijat haluavat käyttää sitä hajottamaan aluksella olevan veden.
Ehdotettuun prosessiin, joka tunnetaan nimellä elektrolyysi, sisältyy virran johtaminen veden läpi, joka yleensä sisältää jonkin verran liukoista elektrolyyttiä. Virta hajottaa veden happea ja vetyä, jotka vapautuvat erikseen kahdessa elektrodissa - anodissa ja katodissa. Maapallolla gravitaatio erottaa nämä kaasut ja niitä voidaan käyttää. Mutta nollapainolla satelliitti tarvitsee keskipakovoimia pyörimisestä kaasujen erottamiseksi liuoksesta.
Elektrolyysiä on jo käytetty avaruudessa aikaisemmin hapen toimittamiseen miehitetyille avaruusoperaatioille, eikä esimerkiksi korkeapainehapposäiliöiden ottamiseen kansainväliselle avaruusasemalle. Mutta sen sijaan, että lähettäisimme vettä avaruuteen rahtina, voisimme vain kaivoa sen jonain päivänä kuussa tai asteroideissa. Jos tämä uusi lähestymistapa vedyn ja hapen käyttämiseen satelliittien polttoaineena osoittautuu menestyväksi, meillä voisi olla valmis lähde siitä avaruudessa. Tätä lähestymistapaa voitaisiin soveltaa tulevaisuuden avaruusaluksen virtalähteeseen.
Kuten usein tapahtuu, avaruusteknologian kehitys herättää ideoita, joita voidaan soveltaa maan päällä etenkin merkittävien energiaongelmien ratkaisemiseksi. Sähköä on todella vaikea varastoida, ja sähkön kysynnän kasvaessa tarvitsemme läpimurtoja. Tuuli- ja aurinkoalueet eivät ole tehokkaimpia uusiutuvan energian muotoja, ei energiantuotannon ongelmien vuoksi, vaan koska emme usein voi tehdä mitään hyödyllistä tällä energialla. Sähköverkot epäonnistuvat korkean tuotannon ja alhaisen energiantarpeen aikana.
Mainosvideo:
Ehkä se auttaa meitä käyttämään ylimääräistä sähköä veden jakamiseen vedyksi ja hapeksi. Sitten voit varata vetyvarastoja ja tarvittaessa yhdistää sen ilmakehän hapen kanssa.
ILYA KHEL