新方法：利用磁铁在微重力条件下从水中获取氧气

科学家们展示了一种利用磁铁在微重力条件下从水中获取氧气的方法，这被描述为帮助人类进入深空的系统发展的一个关键进展。该技术作为一种具有成本效益和可行的方式，在宇航员的旅程中保持呼吸，并标志着在没有浮力的情况下从水中生产氧气的一个重要突破。

“在国际空间站，氧气是通过一个电解池产生的，该电解池将水分裂成氢气和氧气，但随后你必须将这些气体排出系统，”研究主要作者Álvaro Romero-Calvo解释说。“美国宇航局艾姆斯研究中心的一位研究人员相对较新的分析得出结论，在火星旅行中调整同样的架构将有如此重大的质量和可靠性损失，以至于它的使用没有任何意义。”

在太空中提取氧气的困难与缺乏重力有关。在地球上，重力在帮助二氧化碳气泡漂浮到表面方面发挥了作用，例如在一杯苏打水中。但是在太空中，这些气泡仍然悬浮在液体中。这些气体可以在笨重和昂贵的离心机的帮助下被提取出来，但是科学家们已经花了多年时间探索如何利用磁铁达到同样的效果。

为了在类似太空的环境中研究这种可能性，研究作者转向了德国的不莱梅落塔，这是一个146米高（480英尺）的科学设施，它将一个防震舱坠落到地面，以创造一个短暂的微重力实验时间窗口，在这种情况下持续9.2秒。

科学家们开发了一种新技术，利用钕磁铁将气泡从各种液体的电极表面分离出来。在他们成功的实验中，研究人员首次能够使用这种方法在微重力下用磁力吸引和排斥气泡。

科罗拉多大学博尔德分校的Hanspeter Schaub教授说：“经过多年的分析和计算研究，能够在德国使用这个神奇的落塔，具体证明了这个概念将在零重力空间环境中发挥作用。”

根据该团队的说法，这一进展可以为下一代航天器带来新一代的生命支持系统，并且是那种可以极大地帮助将人类送往月球和火星的技术。

研究报告的作者、华威大学的Katharina Brinkert博士说：“这些效应对相分离系统的进一步发展有着巨大的影响，例如用于长期的太空任务，这表明即使在几乎没有浮力的情况下，也可以在水（光）电解器系统中实现高效的氧气和氢气的生产。”

这项研究发表在《npj Microgravity》杂志上。