اكتشاف مذهل: المغناطيس يسهم في إنتاج الأكسجين بكفاءة أعلى في الفضاء
تواجه البشرية تحديات كبيرة تتعلق بإنتاج الأكسجين في الفضاء، حيث تعتمد الأنظمة المستخدمة في محطة الفضاء الدولية على تقنيات كثيفة استهلاك الطاقة، مما يجعلها غير ملائمة للمهام الطويلة، وقد قدم فريق من الباحثين من جامعة وارويك ومركز زارم في بريمن ومعهد جورجيا للتكنولوجيا حلاً مبتكرًا يعتمد على المغناطيسية، مما يسهل إنتاج الأكسجين بشكل أكثر كفاءة.
البروفيسورة كاترينا برينكرت، من جامعة وارويك، أوضحت أن الفريق قد أثبت عدم الحاجة إلى أنظمة طرد مركزي أو أجزاء ميكانيكية معقدة لفصل الغازات الناتجة عن الإلكتروليت، حيث يعمل النظام بشكل سلبي ومنخفض الصيانة، وهذه الميزات تعني أن الحل الأولي مقبول جداً في ظروف الفضاء، مما يجعل المستقبل واعداً لمهام استكشاف الفضاء.
الطريقة التقليدية لإنتاج الأكسجين تعتمد على التحليل الكهربائي للماء، حيث تواجه الصعوبات في بيئات انعدام الوزن، إذ تبقى فقاعات الغاز عالقة، مما يتطلب أنظمة معقدة، لكن مع التركيز على الحلول المغناطيسية، يمكن فتح آفاق جديدة واستخدام الموارد بكفاءة أكبر في البيئة الفضائية.
أظهر العلماء من جامعة وارويك ومعهد جورجيا للتكنولوجيا ومعهد زارم فعالية القوى المغناطيسية في الفصل بين فقاعات الغاز، وقد تم هذا في برج بريمن للسقوط، مما يثبت القدرة على تحسين عمليات الفصل وتقليل الحاجة لمعدات ضخمة، مما يسهم في تسريع الحلول المستدامة.
الدكتور ألفارو روميرو كالفو، من معهد جورجيا للتكنولوجيا، أشار إلى أهمية النتائج التي تحققت في تحسين تدفقات الغاز في حال وجود جاذبية منخفضة، وهذا يعد تقدمًا كبيرًا يعزز من قدرة تقنيات الفضاء البشرية المستقبلية، مما يساهم في دفع حدود الاستكشاف إلى آفاق جديدة.
عبر استخدام مغناطيسات دائمة، نجح الفريق في تطوير نظام فصل قادر على دفع الفقاعات بعيدًا عن الأقطاب الكهربائية، حيث تم تحقيق الأمر من خلال تطوير منهجين متكاملين لجمع الأكسجين بكفاءة، مما يعكس الابتكار في التصميم مما يناسب بيئات الفضاء.
النهج الأول يعتمد على استجابة الماء للمجالات المغناطيسية، مما يوجه فقاعات الغاز بشكل تأثيري نحو مناطق التجميع، بينما تستخدم الطريقة الثانية القوى الهيدروديناميكية التي تنشأ من تداخل المجالات المغناطيسية مع التيارات الكهربائية، وتنتج حركة دورانية تفصل الغاز عن السائل مما يوفر فصلاً فعالاً بدون الاعتماد على أنظمة ميكانيكية تقليدية.
