مطالعه جدیدی که در مجله Nature منتشر شده است، رویکرد جدیدی را برای مشکل منابع مورد بررسی قرار می‌دهد و استدلال می‌کند که فناوری‌هایی که انسان‌ها تاکنون برای زندگی در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) استفاده کرده‌اند، برای هیچ چیز دیگری به جز یک پاسگاه مداری مناسب نیستند. فضانوردان برای زندگی در ماه یا مریخ به چیز دیگری نیاز خواهند داشت و دانشمندان معتقدند که دستگاه های فتوولتائیک می توانند راه حل باشند.
در مقالهکه توسط کاترینا برینکرت، دانشیار دانشگاه وارویک نوشته شده است، بیان می کند که حدود 1,5 کیلووات از کل بودجه انرژی 4,6 کیلوواتی سیستم کنترل محیطی و پشتیبانی حیات در ISS در حال حاضر برای تولید اکسیژن با استفاده از فرآیند فتوولتائیک الکترولیز استفاده می شود. ژنراتور اکسیژن در ایستگاه فضایی از یک جریان الکتریکی مستقیم برای ایجاد یک واکنش شیمیایی غیر خود به خودی استفاده می کند و مولکول های اکسیژن را از هیدروژن جدا می کند و به فضانوردان اجازه می دهد در فضا تنفس کنند.
فرآیند دو مرحله ای سیستم OGA (تبدیل نور خورشید به الکتریسیته و سپس استفاده از الکتریسیته برای فرآیند الکترولیتی) گران، حجیم و مستعد خرابی است، بنابراین می تواند مانعی در ماموریت های فضایی طولانی مدت دور از زمین باشد. یک رویکرد جایگزین پیشنهاد شده توسط برینکرت و همکارانش استفاده از دستگاه های فوتوالکتروشیمیایی (PEC) به جای الکترولیزهای فوتوالکتریک است.
برخلاف OGA ها، دستگاه های PEH بر اساس یک فرآیند یک مرحله ای طراحی شده برای تبدیل انرژی خورشیدی به طور مستقیم به انرژی شیمیایی خواهند بود. مواد نیمه هادی تابش الکترومغناطیسی را به اکسیژن و هیدروژن تبدیل می کنند، بدون اینکه نیازی به تولید الکتریسیته متوسط باشد.
این کار تحقیقاتی «مبانی نظری برای استفاده از دستگاه‌های FEH در زیستگاه‌های ماه و مریخ» را ایجاد می‌کند و امکان ایجاد ماشین‌های FEH را که به‌ویژه برای تولید اکسیژن و پردازش دی‌اکسید کربن در این سرزمین‌های دوردست طراحی شده‌اند، بررسی می‌کند.
نویسندگان مقاله نتیجه می گیرند که رویکرد فوتوالکتروشیمی معقولانه به نظر می رسد، اگرچه برخی از سوالات هنوز باز هستند. تحقیقات در مورد کارایی بلندمدت و «چگالی توان» دستگاه‌های FEH همچنان ادامه دارد، در حالی که «استفاده از منابع درجا» (یعنی استفاده از مواد یافت شده در ماه یا مریخ برای ساخت این ماشین‌های FEH) و توانایی کار در ریزگرانش به نظر می رسد مشکل کمتری است.
همچنین بخوانید:
- ESA نشان داد که چگونه فناوری های جمع آوری نمونه از سطح مریخ را آزمایش می کند
- یک ماه نورد برای ماموریت های آرتمیس ساخته خواهد شد که نمونه ها را جمع آوری و تجزیه و تحلیل می کند