Forskare, leds av en tidigare NASA-chefsteknolog, hoppas kunna starta en satellit som går på vatten som bränslekälla. Cornell University-gruppen och Mason Peck vill att deras enhet ska vara de första CubeSats (det här är små satelliter som är storleken på en skobox) för att kretsa runt månen medan de visar vattenpotentialen som bränslekälla för ett rymdskepp. Detta säkra och stabila ämne är ganska vanligt även i rymden och kan hitta ännu mer utbredd användning på jorden, eftersom vi letar efter ett alternativ till fossila bränslen.
Tills vi utvecklar en varpdrivning eller något annat futuristiskt framdrivningssystem kommer våra rymdresor sannolikt att förlita oss starkt på raketer som använder samma bränsle som är vanligt i dag. De arbetar genom att bränna gas på baksidan av apparaten och på grund av detta, tack vare fysikens lagar, skjuts de framåt. Sådana framdrivningssystem för satelliter måste vara lätta och ha mycket energi i ett litet utrymme (ha en hög energitäthet) för att kontinuerligt underhålla apparaten under många år eller till och med decennier i omloppsbana.
Det första problemet är säkerhet. Förpackningen av energi i liten volym och massa i form av bränsle gör att även det minsta problemet kommer att leda till katastrofala konsekvenser som vad vi såg med den senaste tidens explosion av SpaceXs raket. Att sätta satelliter i omloppsbana med någon form av instabilt bränsle ombord kan stava katastrof för dyr utrustning och kanske ännu värre för människoliv.
Vatten kan hjälpa oss att komma runt detta problem, eftersom det i huvudsak är en bärare av energi, inte bränsle. Cornell University-gruppen har inga planer på att använda vatten som bränsle, utan snarare använder elektricitet från solpaneler för att dela vatten i väte och syre och använda dem som bränsle. Dessa två gaser kombineras och blir en explosiv blandning, vilket gör det möjligt att inse energin som spenderas i vatten. Förbränningen av dessa gaser kan användas för att flytta satelliten framåt, påskynda den eller ändra sin position i omloppsbana, beroende på destinationen.
Solceller är mycket pålitliga och har inga rörliga delar, vilket gör dem idealiska för mikrogravitet och extrema rymdmiljöer för att generera ström från solljus. Traditionellt lagras denna energi i batterier, men forskare från Cornell vill använda den för att bryta ner vatten ombord.
Den föreslagna processen - känd som elektrolys - innebär att man strömmar genom vatten, vanligtvis innehåller lite löslig elektrolyt. Strömmen bryter vatten till syre och väte, som frigörs separat vid två elektroder - vid anoden och katoden. På jorden separerar gravitationen sedan dessa gaser och de kan användas. Men i tyngdkraften kommer satelliten att behöva centrifugalkrafter från rotation för att separera gaser från lösningen.
Elektrolys har redan använts i rymden tidigare för att tillhandahålla syre till bemannade rymdsuppdrag och inte ta upp högtryckstankar, till exempel på den internationella rymdstationen. Men istället för att skicka vatten ut i rymden som en last på en raket, kunde vi bara bryta det en dag på månen eller på asteroider. Om denna nya metod för att använda väte och syre för satellitbränsle visar sig vara framgångsrik kan vi ha en färdig källa till det i rymden. Detta tillvägagångssätt kan tillämpas på framtidens rymdskepp.
Som ofta är fallet ger utvecklingen inom rymdteknik idéer som kan tillämpas på jorden, särskilt för att lösa betydande energiproblem. El är verkligen svårt att lagra, och när efterfrågan på el ökar behöver vi genombrott. Vind- och solparker är inte de mest effektiva formerna av förnybar energi, inte på grund av problem med energiproduktionen, utan därför att vi ofta inte kan göra något användbart med denna energi. Elnätet misslyckas under perioder med hög produktion och låg energibehov.
Kampanjvideo:
Kanske kommer det att hjälpa oss att använda överskott av elektricitet för att dela vatten i väte och syre. Då kan du skapa lager av väte, och vid behov kombinera det med syre från atmosfären.
ILYA KHEL
