Uždarose gyvenamosiose sistemose – tokiose, kaip Tarptautinė kosminė stotis ar planuojami erdvėlaiviai, skrisiantys į Marsą – labai svarbu palaikyti oro kokybę. Keletą metų trunkančiai misijai deguonies balionų gabentis neįmanoma, taigi oras turi cirkuliuoti.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Vadinasi, jį reikia ir valyti – pašalinti susikaupusį anglies dvideginį ir išgauti iš jo deguonį, kuris vėliau tiekiamas į gyvenamąsias patalpas. Tarptautinės kosminės stoties oro filtravimo sistemos pagrindas yra „Sabatier“ reaktorius, kuriame anglies dvideginis maišomas su vandeniliu ir kaitinamas. Taip gaminamas metanas ir vanduo – dvi naudingos medžiagos. Vandenį vėliau galima elektrolizuoti ir pagaminti deguonį.
Visgi ateityje NASA nori naudoti kitokią, geresnę, sistemą, kurioje deguonį būtų galima išgauti tiesiogiai, per vieną reakciją. Tam tinka „Bosch“ reaktorius, kuriame anglies dvideginio ir vandenilio mišinys elektrolizuojami.
Reaktoriaus produktai – deguonis, vanduo ir anglies nuosėdos, kitaip sakant, grafitas. Reaktorius turi akivaizdų privalumą, kad iškart išskiria deguonį – be to, nereikia jo atskyrinėti nuo metano dujų. Iš kitos pusės, grafito dalelės kelia didelį pavojų. Tipiniai jų dydžiai siekia vos kelis mikrometrus. Jei tokios dalelės pasklistų patalpų ore, greitai pažeistų astronautų plaučius ir užterštų įvairiausią įrangą.
Taigi, dabar NASA kartu su sutelktinio užduočių sprendimo platforma „HeroX“ paskelbė atvirą kvietimą sukurti grafito filtravimo sistemą, tinkamą „Bosch“ reaktoriui. Gaminamas grafito kiekis tikrai nemažas – keturių žmonių įgula per parą iškvėpuoja apie kilogramą anglies – tad ir filtravimo sistema turėtų būti ypatingai efektyvi.
Iššūkio sąlygose nurodoma, kad sistema turėtų būti integruota į reaktoriaus sistemą, t.y. veikti kartu su veikiančiu reaktoriumi ir nekenkti jo efektyvumui. Grafitą būtų galima išfiltruoti arba iš bendro reakcijos produktų mišinio, arba iš dujų mišinio, pirma atskyrus vandenį. Dalelių skersmuo varijuoja nuo maždaug vieno iki 500 mikrometrų, tad filtras turi vienodai gerai veikti įvairaus dydžio taršai; bet, žinoma, turi praleisti tiek vandens, tiek deguonies molekules.
Iššūkis nemenkas – bet puikus ir potencialus atlygis. Už patį dizainą siūlomas 20 tūkstančių dolerių pagrindinis prizas, tačiau atsivertų galimybės dalyvauti toliau vystant sistemas, pritaikant jas Mėnulio ar Marso bazėms, ilgoms kosminėms kelionėms ir kitur.
Greičiausiai ir Žemėje atsirastų kur taikyti tokius filtrus. Tarptautinėje kosminėje stotyje išbandytos filtravimo sistemos jau naudojamos įvairiems pramoniniams tikslams.
Daugiau informacijos apie iššūkį galima rasti „HeroX“ tinklalapyje.
