Марсианский электролизёр, разработанный SwRI и UTSA, допущен к параболическим лётным испытаниям

Репортаж от Wedoany，Новая технология электролизёра, совместно разработанная Юго-Западным исследовательским институтом (SwRI) и Техасским университетом в Сан-Антонио (UT San Antonio), прошла ключевую проверку Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и получила разрешение на проведение параболических лётных испытаний. Проект направлен на оценку производительности электролизного устройства под названием «Реактор для синтеза расходуемых материалов из марсианской атмосферы» (MARS-C) в условиях частичной гравитации.

MARS-C — это технология использования ресурсов на месте (ISRU), разработанная доцентом кафедры биомедицинской и химической инженерии UT Сан-Антонио Шрихари Санкарасубраманианом при поддержке NASA. Технология путём подачи напряжения электрохимически преобразует имитированный марсианский рассол и диоксид углерода в кислород, этанол и другие углеводороды, с целью использования местных ресурсов Марса для производства топлива, кислорода и других соединений, необходимых для длительного проживания человека. Аналогичные технологии могут применяться также на Луне и других планетарных телах.

Проект возглавляют руководитель отдела гидродинамики SwRI Кевин Супак и Санкарасубраманиан. Команда переоборудовала прототип электрохимической ячейки в полезную нагрузку, содержащую шесть ячеек и имеющую размеры 3×7 футов. Каждая ячейка установлена в герметичном корпусе, где контролируется влажность окружающей среды и с помощью термоэлектрического теплового насоса имитируется марсианская температура.

«Полезная нагрузка готова к полёту на самолёте, выполняющем параболический профиль. Мы доказали NASA, что конструкция, процедуры и соображения безопасности соответствуют требованиям для проведения параболических лётных испытаний», — заявил Супак. «Это будет первая демонстрация электролизёра, способного работать в условиях марсианской среды, где гравитация составляет одну треть от земной, температура ниже, а атмосферное давление также ниже».

SwRI и UT Сан-Антонио проведут испытания MARS-C в ходе серии параболических полётов. Параболический полёт обеспечивает условия низкой гравитации за счёт периодов свободного падения, возникающих при дугообразном режиме полёта, позволяя полезной нагрузке испытывать уровни лунной, марсианской или нулевой гравитации продолжительностью примерно от 15 до 20 секунд каждый. Этот метод основан на предыдущей работе SwRI по изучению кипения в условиях частичной гравитации во время параболических полётов, которая показала, что более низкая гравитация влияет на динамику пузырьков на поверхности, а следовательно, и на скорость газообразования.

Во время испытаний электролизные ячейки будут работать для производства этанола и других углеводородов, а камеры будут фиксировать накопление газа на поверхности электродов. Эксплуатационное оборудование также будет контролировать ток в ячейках. После полёта команда извлечёт образцы топлива из ячеек и измерит содержание в них углеводородов, чтобы количественно определить зависимость выхода топлива от уровня гравитации. «Получив допуск к этому параболическому полёту, мы узнаем, как ведёт себя углеводородный электролизёр в условиях марсианской гравитации», — сказал Санкарасубраманиан. «Полученные знания помогут нам улучшить конструкцию и производительность системы, что позволит MARS-C потенциально служить для поддержки жизнеобеспечения астронавтов и производства химических продуктов на Марсе».

Проект поддерживается программой NASA TechLeap Prize, направленной на поддержку будущих миссий путём продвижения решений, устраняющих технологические пробелы. Проект также получил поддержку программы «Соединение» (Connect) для исследовательского партнёрства, которая способствует сотрудничеству между SwRI и UT Сан-Антонио. Кроме того, проект поддержан Школой инженерии и интегрального проектирования им. Клессе (KCEID) и Центром космических технологий и операций (CSTOR) университета, а также финансируется Исследовательским офисом Техасского университета в Сан-Антонио и Юго-Западным исследовательским институтом.