과학자들은 화성에서 통기성 공기를 생성하는 새로운 방법을 탐구합니다

로봇을 다른 행성으로 보내는 것은 숨쉴 수 있는 공기가 필요하지 않기 때문에 편리합니다. 그리고 지구는 우리가 그것을 발견한 유일한 장소입니다. NASA와 기타 우주 기관이 유인 화성 임무를 위해 작업을 시작함에 따라 우리는 성가신 인간의 산소 요구에 직면해야 합니다. 워릭 대학교(University of Warwick)의 새로운 연구에 따르면 화성 임무는 전통적인 산소 발생기 접근 방식을 버리고 대신 더 간단한 광전기 화학 장치에 의존하여 산소를 생성해야 한다고 제안합니다.

이번 주 네이처(Nature)에 발표된 연구에 따르면, 국제 우주 정거장에서 볼 수 있는 산소 발생기 조립체(OSA)는 우주정거장에서 산소를 생성하는 데 충분하다고 합니다. 그러나 이러한 시스템은 투박하고 실패하기 쉽습니다. 광전기화학은 화성에서의 인간의 장기적인 탐사와 생존을 위해 보다 신뢰할 수 있는 옵션을 제공할 수 있습니다.

OGA는 물 전기분해를 사용하여 산소를 생성하는데, 이는 ISS 자체적으로 1.5kW의 전력을 소비하는 상당히 비효율적인 프로세스입니다. 이는 생명유지제어시스템이 사용하는 총 4.7kW의 상당 부분이다. 이 시스템은 생성된 전력을 사용하여 물을 통해 전류를 흐르게 하지만 광전기화학(PEC) 시스템은 그렇게 할 필요가 없습니다.

PEC 기반 산소 발생은 반도체 재료를 사용하여 태양 에너지에서 전기를 생산하지 않고 물을 수소와 산소 가스로 분리하는 것입니다. 이로 인해 PEC가 지구를 위해 할 수 있는 일에 대해 지속 가능한 에너지 연구자들 사이에서 뜨거운 주제가 되었지만 유사한 하드웨어가 우주비행사에게 산소를 공급하지 못할 이유가 없습니다. 새로운 연구는 화성과 달의 태양 복사가 PEC 장치를 어떻게 지원하는지 탐구하여 이것이 미세 중력에서 작동하고 필요에 따라 확장될 수 있는 인간 생명 유지에 대한 실행 가능한 접근 방식이라는 결론을 내렸습니다. 그러나 현재의 PEC 기술은 우주선에 탑재되기 전에 더욱 효율적이고 컴팩트해져야 합니다. 하지만 우리는 지구상에서 확장된 생명 유지 시스템을 구축할 필요가 없을 수도 있습니다.

지구에서 발사되는 모든 온스는 비용이 들기 때문에 항공우주 장비는 ISRU(현장 자원 활용)에 점점 더 관심을 기울이고 있습니다. 이는 지구에서 모든 것을 배송하는 것이 아니라 목적지에서 재료를 사용하는 임무를 설계하는 것을 의미합니다. 예를 들어, NASA는 화성의 토양을 건축 자재로 사용하는 방법을 연구했으며, 수많은 프로젝트에서 우주비행사가 달에서 얼음을 수확할 수 있는 방법을 조사하고 있습니다. JPL은 또한 나무 한 그루만큼 많은 산소를 생성할 수 있다는 것을 보여주는 Perseverance 탐사선을 이용한 실험을 시작했습니다. 마찬가지로 연구원들은 달과 화성에서 PEC 하드웨어를 구축하고 유지 관리하는 방법을 모색했습니다. "장치 구성은 달과 화성에서 사용할 수 있는 다양한 반도체 및 전기촉매 재료를 활용할 수 있으며, 필요한 재료는 결국 ISRU를 통해 생산될 수 있습니다."라고 연구는 말했습니다.