Criar oxigénio com ímanes pode ajudar astronautas a respirar melhor

Uma equipa internacional de cientistas propôs um método melhor de criar oxigénio para os astronautas no Espaço, através do magnetismo.

A conclusão de que este método seria melhor deriva de novas investigações sobre a separação da fase magnética em microgravidade, publicadas em npj Microgravity por investigadores da Universidade de Warwick, no Reino Unido, Universidade Boulder, no Colorado, e Freie Universität Berlin, na Alemanha.

Manter os astronautas a respirar a bordo da Estação Espacial Internacional e de outros veículos espaciais é um processo complicado e caro. À medida que são planeadas futuras missões à Lua ou a Marte, será necessária melhor tecnologia.

Álvaro Romero-Calvo, ator principal do estudo, refere que “na Estação Espacial Internacional, o oxigénio é gerado utilizando uma célula eletrolítica que divide a água em hidrogénio e oxigénio, mas depois tem de se retirar esses gases do sistema”.

“Uma análise relativamente recente de um investigador da NASA Ames concluiu que a adaptação da mesma arquitetura numa viagem a Marte teria penalidades tão significativas em termos de massa e fiabilidade que não faria qualquer sentido utilizar”, acrescenta Romero-Calvo.

Katharina Brinkert, do Departamento de Química e Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) da Universidade de Warwick na Alemanha, afirma que “a separação eficiente de fases em ambientes gravitacionais reduzidos é um obstáculo à exploração do espaço humano e é conhecida desde os primeiros voos para o espaço nos anos 60”.

“Este fenómeno é um desafio particular para o sistema de suporte de vida a bordo da nave espacial e para a Estação Espacial Internacional (ISS), uma vez que o oxigénio para a tripulação é produzido em sistemas de eletrólise de água e requer a separação do elétrodo e eletrólito líquido”, realça ainda.

A questão subjacente é a flutuabilidade. Na Terra, as bolhas de CO2 flutuam rapidamente até ao topo, mas na ausência de gravidade, essas bolhas não têm para onde ir. Em vez disso, ficam suspensas no líquido, segundo a Phys Org.

A NASA utiliza atualmente centrífugas para forçar os gases a sair, mas essas máquinas são grandes e requerem massa, potência e manutenção significativas.

Assim, a equipa realizou experiências que demonstram que os ímanes poderiam alcançar os mesmos resultados em alguns casos.

Embora as forças diamagnéticas sejam bem conhecidas e compreendidas, a sua utilização por engenheiros em aplicações espaciais não foi totalmente explorada, porque a gravidade torna a tecnologia difícil de demonstrar na Terra.

No ZARM, Brinkert, que tem investigação em curso financiada pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR), liderou a equipa em testes experimentais bem sucedidos numa instalação especial de torre de lançamento que simula essas condições.

Os investigadores desenvolveram um procedimento para destacar bolhas de gás de superfícies de elétrodos em ambientes de microgravidade gerados durante 9,2s na Torre de Largada de Bremen. Este estudo demonstra pela primeira vez que as bolhas de gás podem ser ‘atraídas para’ e ‘repelidas de’ um simples íman de neodímio em microgravidade, mergulhando-o em diferentes tipos de solução aquosa.

A investigação pode abrir novos caminhos para cientistas e engenheiros que desenvolvem sistemas de oxigénio, bem como para outras investigações espaciais que envolvam mudanças de fase líquido-gás.

Brinkert acredita que “estes efeitos têm um impacto enorme no futuro desenvolvimento de sistemas de separação de fases, tais como para missões espaciais a longo prazo, sugerindo que a produção eficiente de oxigénio e, por exemplo, de hidrogénio em sistemas de (foto-)eletrólise de água pode ser alcançada mesmo na quase ausência da força da boia”.

Hanspeter Schaub, docente da Universidade do Colorado Boulder conclui que “após anos de investigação analítica e computacional, a possibilidade de utilizar esta espantosa torre de lançamento na Alemanha forneceu provas concretas de que este conceito funcionará no ambiente espacial de zero gravidade“.

  ZAP //

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