تا حالا فکر می‌کردی یه آهنربای معمولی کوچیک بتونه یکی از بزرگ‌ترین دردسرهای سفر فضایی رو حل کنه؟ جدی میگم، قضیه خیلی جالب‌تر از چیزیه که تصور می‌کنی!
واسه سال‌ها، فضانوردا همیشه سرِ یه مشکل اساسی گیر بودن: چجوری اکسیژن رو تو محیط بی‌وزنی (یعنی وقتی جاذبه نیست و همه چی معلقه) به شکل درست و حسابی تولید کنن. سیستم‌های کلاسیک مثل همونی که تو ایستگاه فضایی بین‌المللی هست، کلی دستگاه بزرگ و پرمصرف داره که اکسیژن و هیدروژن رو از آب جدا می‌کنه. حالا تو فضا هر گرم وزن و هر وات برق، کلی ارزش داره! یعنی نمی‌شه با خیال راحت هرچی دوست داریم با خودمون ببریم یا کلی انرژی حروم کنیم، مخصوصاً واسه ماموریت‌های طولانی‌تر.
حالا بیاید ببینیم این تیم باهوش بین‌المللی، چی کار کردن! از دانشگاه وارویک، ZARM توی برمن آلمان و جورجیا تِک آمریکا یه گروه دور هم جمع شدن و با چندتا آهنربای ساده که می‌شه راحت از بازار خرید، سیستمی ساختن که می‌تونه اکسیژن رو موقع الکترولیز (یعنی همون فرایندی که با برق، اکسیژن و هیدروژن رو از آب می‌گیرن) به طور کامل از آب جدا کنه، بدون اینکه نیاز به برق اضافی یا دستگاه‌های عجیب‌غریب باشه.
اصل قضیه اینه که تو جاذبه صفر، حباب‌های گاز (یعنی همون اکسیژن یا هیدروژن) دیگه شناور نمی‌شن و به الکترودها می‌چسبن و کلی راندمان رو پایین میارن. اما این تیم باهوش اومدن از خاصیت آهنربایی استفاده کردن. یعنی با اینکه آب و جریان الکترولیز هر دو تو میدان مغناطیسی قرار می‌گیرن، حباب‌ها رو می‌فرستن سمت جایی که باید جمع بشه یا حتی اون‌ها رو دور خودشون می‌چرخونن؛ یه جوری کار همون سانتریفیوژها (یعنی دستگاه‌هایی که با چرخوندن، مواد رو از هم جدا می‌کنن) رو انجام می‌دن، ولی بدون دردسر اون همه قطعه و برق مصرفی.
پروفسور کاترینا برینکرت، مدیر ZARM و متخصص تکنولوژی‌های اکتشاف فضایی، می‌گه: «ما تونستیم نشون بدیم که دیگه نیازی به هیچ سانتریفیوژ یا قطعات مکانیکی برای جدا کردن اکسیژن و هیدروژن از مایع نداریم و حتی برق اضافه هم لازم نیست. سیستم ما کاملاً منفعل و بی‌دردسر کار می‌کنه.» یعنی خرج کمتر، خرابیش کمتر، وزن کمتر، خفن‌تر!
تازه کلی آزمایش هم تو برج سقوط برمن (یه دستگاه خوفناک که برای شبیه‌سازی شرایط بی‌وزنی استفاده می‌کنن) و توی آزمایشگاه‌های مختلف انجام دادن. نتیجه‌ها عجیب غافلگیرکننده بود: راندمان جمع‌آوری اکسیژن تا ۲۴۰ درصد بیشتر شد و کارایی سیستم تقریباً با همون‌هایی که روی زمین هستن برابره! این یعنی می‌تونیم سیستم‌های حمایت از زندگی تو فضا رو سبک‌تر و مقاوم‌تر بسازیم و یه قدم بزرگ واسه ماموریت‌های طولانی‌تر برداریم.
جالب اینجاست که داستان از ۴ سال پیش شروع شد. «آلوارو رومرو-کالو» از جورجیا تِک اولین جرقه‌های ایده رو زد و محاسبات و شبیه‌سازی‌ها رو انجام داد. بعدتر، تیم خانم برینکرت هم تو وارویک و هم بعداً تو ZARM آلمان حسابی رو آزمایش‌ها کار کردن. دکتر «شاومیکا ساراوَناباوان»، یکی از پژوهشگرهای تیم هم می‌گه: «تو سفرهام به ZARM، ما با کلی آزمایش توی برج سقوط، اثر شناوری مغناطیسی (یعنی همون حالتی که آهنرباها باعث جدا شدن گاز از مایع می‌شن) رو بررسی کردیم و خوشحالم که تونستم ذره‌ای تو پیشرفت انرژی پایدار واسه کاربردهای فضایی نقش داشته باشم.»
قراره فاز بعدی، این روش رو تو پروازهای واقعی با موشک‌های زیرمداری امتحان کنن تا مطمئن شن تو شرایط کاملاً فضایی هم جواب می‌ده. اگه همه‌چیز خوب پیش بره، این آهنربای کوچیک و ساده شاید نفس کشیدن فضانوردها رو خیلی راحت‌تر کنه.
راستی این پروژه خوشگل رو آژانس فضایی آلمان، آژانس فضایی اروپا و ناسا حمایت کردن و نتیجه‌ش هم تو ژورنال معروف Nature Chemistry چاپ شده. دست تیم درد نکنه، هم علمی، هم کاربردی و هم دوست‌داشتنی! حالا دفعه بعدی که یه آهنربای کوچیک دم دستت دیدی، بهش با چشم یه قهرمان فضایی نگاه کن! 🚀😄
منبع: +
