在独特的太空环境中产生氧气是一项资源密集型挑战。国际空间站(ISS)上的宇航员需要稳定供应这种重要元素才能呼吸,但在低重力环境中并不容易。

水被电解后会产生氧气和氢气,这确实是制备氧气的有效方法,但在地球上这个方法成本较高,还不如植树造林。但在空间站上,太阳光是可以用来发电的,因此不用考虑用电成本的问题,电解水自然成为了供应氧气的主要方法。

目前主要的制氧方法包括使用电解槽在由氢原子和氧原子组成的水中运行电流。该过程分离氢气和氧气,导致液体中形成气泡。

到目前为止,一切都很好,但氧气必须从系统中提取。在没有浮力的太空中,这是具有挑战性的。

在地球上,气体会冒泡到液体的顶部,但在零重力下,它们仍然悬浮。美国宇航局通过使用离心机来迫使气体排出来解决这个问题,但这些离心机需要如此多的质量和功率,以至于在火星任务等长途旅行中使用它们是没有意义的。

现在,来自英国华威大学,科罗拉多大学博尔德大学和德国柏林自由大学的一个国际科学家团队,提出了一种利用磁性产生氧气的新方法。他们开发的工艺可能是为宇航员在长期太空任务中创造氧气的更有效方法。

磁铁是新技术的关键,研究人员表明,在某些情况下,它们可以发挥与离心机相同的作用。他们发表在《微重力》杂志上的研究表明,气泡可以被微重力中的简单钕磁铁“吸引”和“排斥”。这可以通过将磁体浸入不同类型的水溶液中来实现。

为了在地球上的微重力条件下展示这项技术,该团队在德国的不来梅 Drop Tower 进行了实验。在塔上,一个装有实验物体的胶囊被落到146米处。这创造了不到5秒的微重力条件。

几十年来,宇航员和科学家一直在太空中进行实验。这些已经证明,许多材料,如 ZBLAN 光纤,在“微重力”下生产时质量要高得多。

Aodok.com 发现的其他与太空相关的创新包括在太空中制造材料的机器人工厂,设计用于火星的太阳能电池板工厂,以及允许在太空中进行3D打印的新技术。

长期以来,作为科幻电影的主题,火星任务在不久的将来现在是一个严重的可能性。美国宇航局计划在2030年代末或2040年代初将宇航员送上火星。与此同时,中国计划在2033年向火星发送首次载人任务。

然而,技术挑战依然存在,氧气生成就是一个典型的例子。Aodok 认为这项最新研究可以为科学家和工程师开发氧气系统,以及其他涉及液气相变的空间研究开辟新的途径。

人类从一开始的仰望天空,到现在的与天并齐,得益于科技的发展。科技发展不仅推动社会劳动力的进步,也推动了整个人类文明向前发展。

在科技的帮助下,许多以往只在科幻小说里出现的设计和发明如今已经逐渐走进现实。现在地球的上空已经出现两个空间站,随着未来越来越多国家的航天实力发展起来,还会有更多空间站出现。