¿Cuánto tiempo les tomará a los humanos viajar largas distancias en el espacio?

A medida que se descubren más planetas terrestres cerca de las estrellas, los viajes espaciales de larga distancia son uno de los deseos más anhelados por la humanidad. Después de eso, varias agencias espaciales y empresas privadas ya han hecho planes para el futuro. plan avanzado para enviar humanos a Marte dentro de unos años: la colonización definitiva, este escenario de ciencia ficción, parece estar al alcance de la mano.

Sin embargo, no es fácil para el ser humano sobrevivir en el espacio durante un periodo de tiempo. Uno de los principales problemas de los viajes espaciales de larga distancia es transportar suficiente oxígeno para que los astronautas respiren y proporcionar suficiente combustible para algunos equipos complejos. Lamentablemente, hay muy poco oxígeno en el espacio y las distancias son demasiado grandes. A mucha distancia, es difícil reponer oxígeno rápidamente.

Pero ahora un nuevo estudio, publicado en Nature Communications, muestra que es posible extraer hidrógeno (como combustible) y oxígeno (para la vida) sólo del agua. Los materiales semiconductores, junto con la luz solar (o la luz de las estrellas) en gravedad cero, hacen que los viajes espaciales sostenidos sean una posibilidad real.

A medida que nos alejamos del petróleo y nos acercamos a las energías renovables, los investigadores han realizado un estudio decisivo sobre la posibilidad de utilizar hidrógeno como combustible, aprovechando los recursos ilimitados del sol para alimentar nuestra vida diaria.

La mejor forma es descomponer el agua (H2O) en sus componentes: hidrógeno y oxígeno. Esto se puede hacer usando algo llamado electrólisis, que implica hacer pasar una corriente eléctrica a través de una muestra de agua que contiene algunas sustancias solubles. Electrólito. Esto divide el agua en oxígeno e hidrógeno, que se liberan por separado en dos electrodos.

Aunque este método es técnicamente viable, no existe ningún método preparado en la Tierra. Porque necesitamos más infraestructura de hidrógeno, como estaciones de carga de hidrógeno, para ampliarla.

El hidrógeno y el oxígeno producidos a partir del agua de esta manera también podrían utilizarse como combustible a bordo de naves espaciales.

De hecho, lanzar un cohete con agua es mucho más seguro que lanzarlo con más combustible y oxígeno a bordo, lo que puede ser explosivo. Una vez en el espacio, una tecnología especial puede dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, que luego pueden usarse para sustentar la vida o alimentar dispositivos electrónicos.

En un nuevo estudio, los investigadores abandonaron todo el montaje experimental para fotocatálisis y lo bajaron 120 metros.

La torre de caída crea un entorno similar a la microgravedad. Cuando un objeto acelera hacia la Tierra en caída libre, el efecto de la gravedad disminuye porque la fuerza ejercida por la gravedad es cancelada por una fuerza igual y opuesta debida a la aceleración.

Los investigadores lograron demostrar que efectivamente es posible dividir el agua en este entorno. Sin embargo, las burbujas se forman cuando el agua se divide para producir gas.

Es muy importante eliminar las burbujas de aire del material catalizador: las burbujas de aire dificultan el proceso de generación de gas. En la Tierra, la gravedad hace que las burbujas floten automáticamente hacia la superficie (el agua cerca de la superficie es más densa que las burbujas, lo que las convierte en compradores), liberando espacio en el catalizador para crear la siguiente burbuja.

En gravedad cero, esto simplemente no es posible y las burbujas permanecerán en el catalizador o flotarán libremente cerca. Sin embargo, los científicos ajustaron la forma de las características a nanoescala del catalizador creando regiones en forma de pirámide donde las burbujas pueden desprenderse fácilmente de la parte superior y flotar en el medio.

Pero hay otro problema. En ausencia de gravedad, las burbujas permanecerán en el líquido, aunque sean expulsadas del propio catalizador. La gravedad permite que los gases escapen fácilmente de la solución, lo cual es crucial para utilizar la energía del hidrógeno y el oxígeno puros. Sin gravedad, ninguna burbuja flotaría hacia la superficie y se separaría de la mezcla; en cambio, todo el gas crearía más espuma.

Esto reduce mucho la eficiencia del proceso porque bloquea el catalizador o los electrodos. Las soluciones de ingeniería en torno a este problema serán clave para el éxito de la tecnología espacial; una posibilidad es utilizar la fuerza centrífuga generada por la rotación de la nave espacial para separar el gas de la solución.

Sin embargo, gracias a esta nueva investigación, estamos un paso más cerca de los viajes espaciales tripulados a largas distancias.