Sterrekunde

Waterstof en suurstof in die ruimte

Waterstof en suurstof in die ruimte


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

chemie vertel dat as gevolg van waterstof en suurstof 'n ontploffing en water is.

my vraag is: gebeur dit op astronomiese skaal? het hulle byvoorbeeld ooit waargeneem hoe 'n planeetgrootte waterstofwolk met 'n planeetgrootte suurstofwolk bots, om 'n geweldige ontploffing te veroorsaak en dat die planeet hoofsaaklik van water gemaak is?


Waterstof en suurstof reageer slegs as daar voldoende energie is. Die outomatiese ontstekingstemperatuur van waterstof by 1 atmosfeer is byvoorbeeld 536 ° C. Dit is die rede waarom u die eksperiment met gemengde waterstof en suurstof in 'n ballon kan doen, wat slegs ontplof as u die ballon met 'n verligte taps raak.

Ruimte is koud. Molekulêre wolke het temperature in die tiene grade Kelvin. In die seldsame (indien nie onmoontlike) geval dat 'n molekulêre wolk van suiwer suurstof bestaan ​​het en 'n molekulêre wolk van waterstof aangetref het, sou daar nie genoeg energie vir 'n ontploffing wees nie.


Alhoewel 'n suurstofbal gas nie moontlik is nie, is 'n suurstofryke atmosfeer op 'n planeet deur fotosintese moontlik. Aarde byvoorbeeld. 'N Waterstofryke planeet (Jupiter of Saturnus) is ook moontlik, asook 'n metaanryke atmosfeer (Titan).

As twee sulke lyke sou bots, sou u 'n enorme vlam sien deur die verbrandingsproses van suurstof en brandstof. Dit gesê, die swaartekrag-impak sal baie meer energie oplewer as enige chemiese verbranding. As u twee planete bots met atmosfeer wat saam kan verbrand, is ek nie seker of dit 'n groot verskil sou maak as twee planete wat gekombineer word met atmosfeer wat nie sou verbrand nie. Die impak is wat sou opval.


Mars-koloniste kan brandstof en suurstof uit water op die Rooi Planeet kry

Koloniste op Mars kan eendag brandstof en suurstof uit soutwater op die Rooi Planeet opwek, bevind 'n nuwe studie.

Die nuwe tegnologie agter hierdie vooruitgang kan ook help om duikbote suurstof uit seewater op aarde te genereer, het navorsers gesê.

Om op Mars te kan woon, het potensiële koloniste suurstof nodig om asem te haal en brandstof soos waterstofgas om hul toerusting aan te dryf. Enige water wat hulle op die Rooi Planeet vind, sal dus van onskatbare waarde wees, want hulle kan elektrisiteit en ander metodes gebruik om water in waterstof en suurstof af te breek.

"Mars is 'n lang pad daar buite, en ons het 'n beperkte hoeveelheid hoeveelheid goed wat ons kan saambring, so as ons die hulpbronne wat reeds daar is, kan benut, is dit goedkoper en lewensvatbaarder as om alles saam met ons te moet dra," bestudeer senior skrywer Vijay Ramani, 'n chemiese ingenieur aan die Washington Universiteit in St. Louis, aan Space.com gesê.

In vorige navorsing is bevind dat Mars groot hoeveelhede ys besit, en NASA se Phoenix-lander het ook gevind dat die planeet se arktiese vlaktes die afgelope paar jaar met 'n film vloeibare water bedek was. Phoenix het ook verbindings bekend as perchlorate in Marsgrond ontdek, wat soos antivries kan optree en sodoende die vriespunt van water verby sy normale temperatuur kan verlaag.

Aangesien pekelwater wat water en perchlorate bevat, vloeibaar kan bly, selfs by die koue temperature wat op die Marsoppervlak voorkom, wil Ramani en sy kollegas kyk of hulle 'n tegniek bekend as elektrolise kan gebruik om watermolekules te verdeel om waterstof en suurstof met behulp van elektrisiteit te vorm. (Die gemiddelde jaarlikse temperatuur op Mars is ongeveer minus 81,4 grade Fahrenheit, of minus 63 grade Celsius, hoewel dit gedurende die loop van 'n dag met meer as 212 grade F, of 100 grade C, kan wissel.)

"Elektrolise is ongeveer 100 jaar of langer bekend, maar gebruik meestal suiwer water as voer," het Ramani gesê.

In vorige werk het Ramani en sy kollegas materiale ontwikkel wat bekend staan ​​as lood-ruthenate-pyrochlore-elektrokatalisators wat hulle kan help om seewater te elektroliseer. In die nuwe studie het hul eksperimente aan die lig gebring dat sulke katalisators kan help om perchloraat-pekels te elektroliseer, wat suiwer waterstof en suurstof kan opwek teen die soort ultra-lae temperature wat op die Mars-oppervlak voorkom.

"Ons kan suurstof aflei vir asemhaling en waterstof vir brandstof deur materiaal op Mars self te gebruik, die branderige water wat daar tans bekend is," het Ramani gesê. "Toekomstige missies hoef nie noodwendig die komponente na Mars te dra nie, maar maak dit op die situasie met tegnologie soos ons."

Daar is 'n bietjie elektrisiteit nodig om hierdie chemiese reaksies aan te dryf. Op Mars sal sulke elektrisiteit waarskynlik van sonkrag-selle af kom, het Ramani opgemerk.

Voorheen het die NASA Mars Perseverance Rover se Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) getoon dat dit elektrisiteit kan gebruik om koolstofdioksied in suurstof en koolstofmonoksied af te breek. Vir dieselfde hoeveelheid krag as MOXIE kan die nuwe studie 25 keer soveel suurstof of meer genereer, en geen giftige koolstofmonoksied genereer om te begin nie, het die navorsers gesê.

"As ons praat oor die verkenning van die ruimte of die oppervlak van die maan of Mars, is daar nooit net een tegnologie wat gebruik word nie - dit is nooit net een silwer koeël wat alle probleme oplos nie," het Ramani gesê. "Daar is 'n klomp tegnologieë nodig om parallel met mekaar te werk om die lewe op Mars makliker te maak, en ons hoop is dat ons een daarvan sal wees."

Die wetenskaplikes het opgemerk dat dit NASA kan help om sy huidige mandaat om mense op Mars te laat land, teen die middel 2030's te vervul. "Ons hoop dat ons NASA kan interesseer om hierdie tegnologie te vergroot en die prestasie daarvan verder te verbeter, en in demonstrasies in fasiliteite wat die Mars-omgewing simuleer," het Ramani gesê.

Sulke elektrokatalisators kan ook op aarde gebruik word. "As u in 'n duikboot is met beperkte suurstof en daar soutwater rondom u is, kan u soutwater sif en dit verdeel om vars suurstof te kry," het Ramani gesê. "In die Amerikaanse vloot is die meeste duikbote met kernkrag aangedryf, dus daar is geen tekort aan elektrisiteit nie. Vir toepassings op land kan u ook pekelwater verdeel om waterstofbrandstof op te wek."

Die wetenskaplikes het hul bevindings aanlyn op 30 November in die tydskrif Proceedings of the National Academy of Sciences uiteengesit.

Volg Charles Q. Choi op Twitter @cqchoi. Volg ons op Twitter @Spacedotcom en op Facebook.


Die bekendstelling van 'n vonk in die mengsel het verhoogde temperature onder sommige waterstof- en suurstofmolekules tot gevolg. Molekules by hoër temperature beweeg vinniger en bots met meer energie. As botsingsenergieë 'n minimum aktiveringsenergie bereik wat voldoende is om die bindings tussen die reaktante te "breek", dan volg 'n reaksie tussen waterstof en suurstof. Omdat waterstof 'n lae aktiveringsenergie het, is slegs 'n klein vonkie nodig om 'n reaksie met suurstof te veroorsaak.

Soos alle brandstowwe, is die reaktante, in hierdie geval waterstof en suurstof, op 'n hoër energievlak as die produkte van die reaksie. Dit lei tot die netto vrystelling van energie uit die reaksie, en dit staan ​​bekend as 'n eksotermiese reaksie. Nadat een stel waterstof- en suurstofmolekules gereageer het, veroorsaak die vrygestelde energie molekules in die omliggende mengsel om te reageer, wat meer energie vrystel. Die resultaat is 'n plofbare, vinnige reaksie wat vinnig energie vrystel in die vorm van hitte, lig en klank.


Studie: Die lewe kan oorleef en floreer in 'n waterstofwêreld

Namate nuwe en kragtiger teleskope in die volgende paar jaar sal flikker, sal sterrekundiges die megaskope op nabygeleë eksoplanete kan rig, in hul atmosfeer kan loer om hul samestelling te ontsyfer en om tekens van buiteaardse lewe te soek. Stel jou voor dat ons in ons soeke wel uitheemse organismes teëgekom het, maar dit nie as die werklike lewe erken het nie.

Dit is 'n vooruitsig wat sterrekundiges soos Sara Seager hoop om te vermy. Seager, die klas van 1941 professor in planetêre wetenskap, fisika en lugvaart en ruimtevaart aan die MIT, kyk verder as 'n "terrasentriese" lewensbeskouing en gooi 'n wyer netwerk uit vir watter omgewings buite ons eie eintlik bewoonbaar kan wees.

In 'n artikel wat vandag in die tydskrif gepubliseer is Natuursterrekunde, het sy en haar kollegas in laboratoriumstudies waargeneem dat mikrobes kan oorleef en floreer in atmosfeer wat deur waterstof oorheers word - 'n omgewing wat heeltemal verskil van die Aarde se stikstof- en suurstofryke atmosfeer.

Waterstof is 'n baie ligter gas as stikstof of suurstof, en 'n atmosfeer ryk aan waterstof sal baie verder van 'n rotsagtige planeet af strek. Dit kan dus makliker met kragtige teleskope raakgesien en bestudeer word, in vergelyking met planete met kompakter, aardagtige atmosfeer.

Die resultate van Seager toon dat eenvoudige lewensvorme planete met waterstofryke atmosfeer kan bewoon, wat daarop dui dat sodra die volgende generasie teleskope soos die James Webb-ruimteteleskoop van NASA in werking tree, sterrekundiges dalk eers na waterstof-gedomineerde eksoplanete wil soek vir tekens van lewe.

"Daar is 'n verskeidenheid bewoonbare wêrelde daar buite, en ons het bevestig dat die aarde-gebaseerde lewe in waterstofryke atmosfeer kan oorleef," sê Seager. 'Ons moet beslis sulke planete by die keuselys voeg as ons dink aan die lewe in ander wêrelde en dit eintlik probeer vind.'

Seager se MIT-medeskrywers op die blad is Jingcheng Huang, Janusz Petkowski en Mihkel Pajusalu.

Ontwikkelende atmosfeer

In die vroeë aarde, miljarde jare gelede, het die atmosfeer heeltemal anders gelyk as die lug wat ons vandag inasem. Die baba-planeet moes nog suurstof huisves en bestaan ​​uit 'n sop van gasse, insluitend koolstofdioksied, metaan en 'n baie klein fraksie waterstof. Waterstofgas het moontlik miljarde jare in die atmosfeer vertoef, tot wat bekend staan ​​as die Groot Oksidasiegebeurtenis, en die geleidelike ophoping van suurstof.

Die klein hoeveelheid waterstof wat vandag oorbly, word verbruik deur sekere antieke lyne van mikroörganismes, insluitend metanogene - organismes wat in uiterste klimate soos diep onder ys of binne woestyngrond leef, en water saam met koolstofdioksied verslind om metaan te produseer .

Wetenskaplikes bestudeer gereeld die aktiwiteit van metanogene wat in laboratoriumtoestande met 80 persent waterstof gekweek word. Maar daar is baie min studies wat ander mikrobes se verdraagsaamheid teenoor waterstofryke omgewings ondersoek.

"Ons wou demonstreer dat die lewe oorleef en in 'n waterstofatmosfeer kan groei," sê Seager.

'N Waterstofhoofruimte

Die span het na die laboratorium gegaan om die lewensvatbaarheid van twee soorte mikrobes in 'n omgewing van 100 persent waterstof te bestudeer. Die organismes wat hulle gekies het, was die bakterieë Escherichia coli, 'n eenvoudige prokarioot, en gis, 'n meer komplekse eukarioot, wat nie in waterstof-gedomineerde omgewings bestudeer is nie.

Albei mikrobes is standaardmodelle-organismes wat wetenskaplikes lank bestudeer en gekenmerk het, wat die navorsers gehelp het om hul eksperiment te ontwerp en hul resultate te verstaan. Wat meer is, E coli en giste kan oorleef met en sonder suurstof - 'n voordeel vir die navorsers, aangesien hulle hul eksperimente met enige organisme in die buitelug kon voorberei voordat hulle dit na 'n waterstofryke omgewing oorgedra het.

In hul eksperimente het hulle kulture van gis en E coli, het dan die kulture met die mikrobes in aparte bottels ingespuit, gevul met 'n 'sous' of 'n voedingsryke kultuur wat die mikrobes kon voed. Daarna spoel hulle die suurstofryke lug in die bottels uit en vul die oorblywende 'kopruimte' met 'n sekere gas van belang, soos 'n gas van 100 persent waterstof. Daarna plaas hulle die bottels in 'n broeikas, waar dit saggies en aanhoudend geskud word om die mengsel tussen die mikrobes en voedingstowwe te bevorder.

Elke uur het 'n spanlid monsters uit elke bottel versamel en die lewende mikrobes getel. Hulle het tot 80 uur aangehou om te monster. Hulle resultate verteenwoordig 'n klassieke groeikurwe: Aan die begin van die proef het die mikrobes vinnig gegroei, die voedingstowwe gevoed en die kultuur bevolk. Uiteindelik het die aantal mikrobes afgeplat. Die bevolking, wat steeds floreer, was stabiel, want nuwe mikrobes het steeds gegroei en vervang diegene wat afgesterf het.

Seager erken dat bioloë die resultate nie verbasend vind nie. Waterstof is immers 'n onskadelike gas en is dus nie van nature giftig vir organismes nie.

"Dit is nie asof ons die ruimte met 'n gif gevul het nie," sê Seager. 'Maar sien is glo, of hoe? As niemand hulle ooit bestudeer het nie, veral eukariote, in 'n waterstof-gedomineerde omgewing, wil u die eksperiment doen om dit te glo. '

Sy maak ook duidelik dat die eksperiment nie ontwerp is om aan te toon of mikrobes afhanklik kan wees van waterstof as energiebron nie. Die punt was eerder om aan te toon dat 'n waterstofatmosfeer van 100 persent nie sekere vorms van lewe sou benadeel of doodmaak nie.

"Ek dink nie dit het by sterrekundiges opgekom dat daar lewe in 'n waterstofomgewing kan wees nie," sê Seager, wat hoop dat die studie kruisgesprekke tussen sterrekundiges en bioloë sal aanmoedig, veral as die soeke na bewoonbare planete en buiteaardse lewe. opritte.

'N Waterstofwêreld

Sterrekundiges kan nie die atmosfeer van klein, rotsagtige eksoplanete bestudeer met die beskikbare gereedskap nie. Die paar, nabygeleë rotsagtige planete wat hulle ondersoek het, het 'n atmosfeer of is dalk te klein om met die huidige beskikbare teleskope op te spoor. En hoewel wetenskaplikes vermoed het dat planete waterstofryke atmosfeer moet huisves, het geen werkende teleskoop die voorneme om dit raak te sien nie.

Maar as die volgende generasie sterrewagte sulke waterstof-gedomineerde aardse wêrelde uitsoek, toon Seager se resultate dat daar 'n kans is dat die lewe binne kan floreer.

Wat 'n rotsagtige, waterstofryke planeet sou lyk, roep sy 'n vergelyking op met die Aarde se hoogste piek, Mt. Everest. Wandelaars wat probeer om na die kruin te stap, raak sonder lug, omdat die digtheid van alle atmosfere eksponensieel afneem met die hoogte, en gebaseer op die afleweringsafstand vir ons stikstof- en suurstof-gedomineerde atmosfeer. As 'n stapper Everest klim in 'n atmosfeer wat gedomineer word deur waterstof - 'n gas wat 14 keer ligter is as stikstof - sou sy 14 keer hoër kon klim voordat die lug leeg raak.

"Dit is moeilik om jou kop reg te kry, maar die ligte gas maak die atmosfeer net meer uitgebreid," verduidelik Seager. "En vir teleskope, hoe groter die atmosfeer vergelyk word met die agtergrond van 'n ster van die planeet, hoe makliker is dit om op te spoor."

As wetenskaplikes ooit die kans kry om so 'n waterstofryke planeet te proe, kan Seager dink dat hulle 'n oppervlak kan ontdek wat anders is, maar nie onherkenbaar is nie.

'Ons verbeel ons ons dat as u in die oppervlak afboor, dit waarskynlik waterstofryke minerale sal bevat eerder as wat ons geoksideer noem, en ook oseane, aangesien ons dink dat die hele lewe vloeistof van een of ander aard nodig het, en dat u waarskynlik nog sou sien ’n blou lug,” sê Seager. 'Ons het nie aan die hele ekosisteem gedink nie. Maar dit hoef nie noodwendig 'n ander wêreld te wees nie. '

Saamfinansiering is deur die Templeton-stigting voorsien, en die navorsing is deels gefinansier deur die MIT-professor Amar G. Bose-navorsingsbeursprogram.


Ys kan wydverspreid wees in & # x27cold strikke & # x27 by die pole

Gelukkig dui die tweede nuwe studie aan dat gebiede waar water as ys om die pole vasgevang kan word, baie volop en toeganklik is as wat voorheen gedink is.

& quotWat hulle in die vraestel getoon het, is as u eers bo 80 grade noord of suid in die rigting van die pole kom, is daar 'n enorme potensiële ysreservoir, & quot; het Dr. O & # x27Neill gesê.

'N Span onder leiding van Paul Hayne van die Universiteit van Colorado het die maan se oppervlak gemodelleer en miljarde klein, klein valletjies geïdentifiseer: ysige skaduwees waar ys miljarde jare stabiel kon wees.

Hul navorsing, gebaseer op data van die NASA & # x27s Lunar Reconnaissance Orbiter, dui daarop dat ongeveer 40.000 vierkante kilometer van die maanoppervlak aan die pole die vermoë het om water vas te vang.

& quot Ons vind dat daar tientalle miljarde koue strikke op die maan ongeveer 'n sentimeter groot is, & quot; het dr Hayne gesê.

Omdat dit so alomteenwoordig is, kan hierdie klein kouevalle baie makliker toeganklik wees as groot kraters wat nie die lig sien nie en wat nie met sonkrag-landers of rovers toeganklik is nie.

'n Ruimtevaarder of robotrover of lander het toegang tot hierdie kleiner skaduwees en enige ysafsettings daarin, bloot deur in te gryp - in teenstelling met die diep, donker skaduwees van die groter kraters, & quot; het dr Hayne gesê.

& quot Dit bied die geleentheid om te dink oor die tegnologieë wat nodig is om maanwater te onttrek en te benut vir wetenskaplike en eksplorasiedoeleindes. & quot


Waarom daar so min suurstof in die asemhaling in die ruimte is

U adem dit elke minuut in, maar daar is amper geen molekulêre suurstof nie - ook bekend as O2-in die ruimte. In 1998 het NASA selfs 'n satelliet gelanseer wat veronderstel was om baie molekulêre suurstof te vind, maar dit nooit gedoen het nie - behalwe toe wetenskaplikes, wat bekommerd was dat die instrument foutief was, dit op die aarde gerig het. Nou het 'n eksperiment op die grondgebied aan die lig gebring waarom hierdie lewegewende molekule so skaars in die kosmos voorkom: omdat suurstofatome styf aan stardus vasklou, en voorkom dat hulle saamvoeg om suurstofmolekules te vorm. Die ontdekking moet insig gee in die chemiese toestande wat heers wanneer sterre en planete ontstaan.

Suurstof is die derde mees algemene element in die heelal, naas waterstof en helium, en in die 1970's het sterrekundiges voorspel dat molekulêre suurstof die derde mees algemene interstellêre molekuul sou wees, na molekulêre waterstof (H2) en koolstofmonoksied (CO). Dit is natuurlik nie. Sterrekundiges het interstellêre molekulêre suurstof op slegs twee plekke opgespoor: die Orion-newel en die Rho Ophiuchi-wolk. Maar selfs daar is die molekule baie skaarser as wat die teorie voorspel. Waterstofmolekules in die Orionnevel is byvoorbeeld meer as 'n miljoen suurstofmolekules.

Om die skaarste te verklaar, het sterrekundiges onlangs voorgestel dat suurstofatome styf bind aan die stofdeeltjies wat ruimtewolke peper. "Almal weet dat die bindingsenergie van atoom suurstof baie belangrik is," sê Jiao He, 'n eksperimentele astrofisikus aan die Syracuse Universiteit in New York. "Maar daar was geen eksperimentele meting van hierdie parameter nie."

Nou het Hy en sy kollegas hierdie getal gemeet. Die wetenskaplikes het twee soorte vaste stowwe wat interstellêre stofkorrels vorm - waterys en silikaat - verhit om te sien hoe maklik suurstofatome ontsnap. Soos hulle onlangs in berig het Die Astrofisiese Tydskrif, is die bindingsenergie van suurstof meer as twee keer wat wetenskaplikes dekades gelede bereken het: 0,14 elektronvolt vir waterys en 0,16 elektronvolt vir silikaat. Dit is hoog genoeg om suurstofatome vas te hou aan sterrestof sonder dat die minimale hitte van koue interstellêre wolke dit losmaak. Die Orion-newel het sy klein hoeveelheid molekulêre suurstof te danke aan 'n skokgolf wat atome uit die stofkorrels geskeur het. Die aarde se lug is vol suurstof omdat bome en ander plante dit daar plaas.

'Dit is 'n baie waardevolle meting', sê Gary Melnick, 'n astrofisikus aan die Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, wat onlangs 'n bindende energie oor die hoogtepunt voorspel het. "Dit verklaar baie."

Suurstofatome wat wegdryf van interstellêre stofkorrels, kan verbind om molekulêre suurstof te maak. Maar wanneer hulle aan die korrels vassit, verbind waterstofatome met die suurstof om waterys te skep (H2O) in plaas daarvan. Die water kan dan deel word van asteroïdes, komete en planete, wat die basis bied vir die skepping van lewe.

Paul Goldsmith, 'n sterrekundige by die Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornië, het meer as 'n kwarteeu gesoek na interstellêre molekulêre suurstof voordat hy uiteindelik daarin geslaag het toe die Herschel Space Observatory in Europa die Orionnevel in 2010 ondersoek en die ontwykende molekule opgespoor het. "Ek is miskien mislei deur soveel jare daarna te spandeer, maar op 'n manier, met hierdie laboratoriumdata en al die Herschel-data, kan ons regtig sê dat ons dit nou verstaan."


Hoe word suurstof aan boord van 'n ruimtetuig gemaak?

Op aarde het ons voortdurend vars lug. Ons asem suurstof in en asem koolstofdioksied uit. Hierdie gasse word deur plante herwin deur die proses van fotosintese. Die plante neem koolstofdioksied op en laat suurstof vry. Dit is 'n wonderlike siklus op groot skaal. Maar wat gebeur in die klein, beperkte hutte van ruimtetuie, soos die ruimtetuig of ruimtestasies?

Die meeste ruimtetuie het hul eie suurstofvoorraad en kan een rugsteunstelsel hê. Die missies van hierdie ruimtetuie duur egter kort, aan die orde van dae tot twee weke. Daarteenoor is die Internasionale Ruimtestasie (ISS) ontwerp vir langtermyn-ruimtevaart en is dit sedert 1998 in 'n wentelbaan. Hoe word suurstof aan boord van die ISS gemaak? Dit word op een van die drie maniere hanteer deur suurstofopwekkers, suurstoftenks onder druk of suurstofopwekkers vir vaste brandstof (ook suurstofkerse genoem) te gebruik.

Die primêre metode word bereik deur die suurstofopwekkers: die Russies vervaardigde Elektron en die Amerikaanse omgewingsbeheer- en lewensondersteuningstelsel (ECLSS). Die Elektron is in die diensmodule (Zvezda) geleë en die ECLSS is in die Destiny-laboratoriummodule geleë. Hierdie toestelle maak suurstof uit water deur 'n proses genaamd elektrolise, waartydens 'n elektriese stroom deur water gaan van een positief gelaaide elektrode wat 'n anode genoem word, na 'n ander negatief gelaaide elektrode wat 'n katode genoem word. Daar is 'n klein soutkonsentrasie in die water om elektrisiteit te gelei omdat water self 'n swak elektriese geleier is. In die proses word water in waterstofgas en suurstofgas verdeel. Hier is hoe die chemie van die proses werk:

  • By die katode word 'n soort reaksie genoem vermindering voorkom. Elektrone (e -) uit die katode kombineer met die water (H2O) om waterstofgas te maak (H2) en hidroksiedione (OH -): 2H2O (l) + 2e - - & gtH2 (g) + 2 OH - (aq).
  • By die anode word 'n soort reaksie genoem oksidasie voorkom. Elektrone word van water verwyder en vloei in die anode. Die verwydering van die elektrone uit water lewer suurstofgas (O2) en waterstofione (H +): 2H2O (l) - & gt O2 (g) + 4 e - + 4 H +

Die elektrisiteit word deur die sonpanele van die stasie opgewek en deur die stasie se kragnetwerk aan die suurstofopwekkers gelewer. Die water word vanaf die aarde met die Progress-toevoerskepe en die ruimtetuig vanaf die aarde gelewer. Water word ook herwin deur kondensators wat waterdamp uit die kajuitlug verwyder (ruimtevaarders asem waterdamp uit). Uiteindelik kan water deur die ruimtevaarder deur die ECLSS-eenheid herwin word. Die waterstofgas wat tydens die elektroliseproses vervaardig word, word in die ruimte geventileer en die suurstofgas word in die kajuitlug gesirkuleer.


Waterstof en suurstof in die ruimte - Sterrekunde

Wat is die waterstoflyn?

Geagte Dr. SETI:
Wat is die waterstoflyn, en waarom word radio- of RF-uitsendings teen hierdie frekwensie verbied? Dankie vir enige inligting.

Die dokter reageer:
Die waterstoflyn (1420.40575 MHz) is die frekwensie van neutrale waterstofatome, die stof wat die meeste in die ruimte voorkom. Dit val toevallig in die stilste deel van die radiospektrum, wat bekend staan ​​as die mikrogolfvenster. Alhoewel daar blykbaar nie baie los waterstofatome is nie (daar is miskien een per kubieke sentimeter interstellêre ruimte), bevat die interstellêre medium baie kubieke sentimeter. Hierdie individuele atome wat teen 1420 MHz wegkwiep, maak dus 'n kragtige koor wat maklik deur selfs klein radioteleskope opgespoor kan word.

Waterstoflynstraling is die eerste keer deur Harold Ewen en Harvard Ewen en sy professor, Edward Purcell, in 1951 opgespoor. Hulle instrumentasie, 'n eenvoudige golfgeleier-horingantenne van ongeveer 'n meter dwars deur 'n ru-diodemenger, word nou in die National Radio Astronomy Observatory uitgestal. (NRAO), Green Bank WV. Dit is ook in die lied herdenk.

Waarom word die waterstoflyn beskermde spektrum beskerm? Dit is 'n uitstekende frekwensie vir die waarneming van die struktuur van die heelal, en van die beste en mees gedetailleerde radiokaarte van die Melkweg is op die waterstoflyn gemaak. Dit is waarskynlik die wêreld se gewildste radio-astronomiefrekwensie, en die Internasionale Telekommunikasie-unie (ITU) het die goeie sin om dit te beskerm.

In 1959 het twee geleerdes (Philip Morrison aan die Cornell Universiteit en Frank Drake by NRAO) onafhanklik erken dat die waterstoflyn 'n waarskynlike frekwensie vir interstellêre bakens sou wees. Hulle het geredeneer dat meer gevorderde beskawings sou redeneer dat jong beskawings (soos ons s'n) dalk al daar geluister het. Op grond van hierdie sirkulêre redenasie het Morrison die mede-outeur van die wêreld se eerste moderne SETI-artikel ("Searching for Interstellar Communications", Nature 184 (4690): 844-846, 19 September 1959), en Drake het die eerste moderne gelei. SETI-studie, "Project Ozma", 'n waterstoflynsoektog deur twee nabygeleë Sonagtige sterre vir moontlike kunsmatige seine.

Gedurende die afgelope veertig jaar is ongeveer drie dosyn ander soorte waterstoflyne uitgevoer. Op die waterstoflyn het die Big Ear-radioteleskoop by die Ohio State Radio Observatory in 1977 die sogenaamde "Wow!" Opgespoor. sein, die belowendste, mees intrigerende en meesleurende SETI-kandidaatsein tot nog toe. Die "Sjoe!" is ook die bekendste SETI-sein, aangesien dit in die "X-lêers" verskyn het. Na ongeveer 100 opvolgpogings oor 'n periode van twintig jaar, het die sein nog nooit herhaal nie en bly dit onverklaarbaar.


NASA kies voorstelle om hervulling van brandstof in die ruimte en dryfstof op te stel

NASA het 14 maatskappye gekies vir kontrakte van meer as $ 370 miljoen om tegnologie te bevorder vir menslike missies na die maan en Mars. Die grootste deel van die geld word ondersteun deur vlugdemonstrasies deur SpaceX, United Launch Alliance en ander maatskappye wat kan lei tot brandstof en brandstofdepots vir herbruikbare maanlanders en dieper ruimtetransportvoertuie.

Die grootste deel van die & # 8220Tipping Point & # 8221-toekennings wat Woensdag aangekondig is, sal NASA in staat stel om maatskappye te betaal om tegnologiese demonstrasies in die ruimte uit te voer, na soortgelyke toekennings in vorige jare wat op komponentontwikkeling en grondtoetsing gefokus het.

NASA het Lockheed Martin, United Launch Alliance, SpaceX en 'n klein onderneming in Florida met die naam Eta Space gekies vir die hoogste toekennings wat fokus op die bestuur van kriogene vloeistowwe, vermoëns wat kan lei tot die oordrag van superkoue vloeibare waterstof, metaan en vloeistof suurstof dryfmiddels tussen voertuie in die ruimte.

Ongeveer $ 256 miljoen van die $ 372 miljoen in die NASA Tipping Point-toekennings sal tegnologiese stoor- en hervullingstegnologie ondersteun. Die res is daarop gemik om krag-, presisielanding-, kommunikasie- en ander stelsels te ontwikkel om toekomstige missies na die oppervlak van die maan te ondersteun.

Die NASA-administrateur Jim Bridenstine het Woensdag gesê dat NASA beoog om die ontwikkeling van kommersiële brandstoftegnologie en dryfstofdepots te bevorder om die verkenning van die maan en uiteindelik menslike missies na Mars te ondersteun.

& # 8220Ons het 'n ambisie om teen 2024 met die volgende man en die eerste vrou na die maan te kom, & # 8221 Bridenstine het gesê, met verwysing na die Artemis-program van die agentskap. & # 8220Ons wil volhoubaar wees teen 2028. Wat my beteken, is dat ons wil hê dat ons Human Landing Systems teen 2028 herbruikbaar moet wees, wat beteken dat ons gaan en ons moet die vermoë hê om brandstof in te vul teen 2028. & # 8221

Uiteindelik kan waterys binne-in die maan se poolkraters getap word om vuurpylbrandstof, lug, water en ander hulpbronne op te wek. Op kort termyn sal die dryfstof en die vul van die tegnologie gebruik word op hulpbronne wat vanaf die aarde gelanseer word.

& # 8220Veel van die maatskappye en akademiese instellings & # 8230 hulle gaan dit uitvind, en, en natuurlik, NASA staan ​​gereed om in die toekoms 'n klant te wees, & # 8221; Bridenstine gesê.

Die ruimteagentskap het Woensdag gesê hy sal begin onderhandel met elk van die Tipping Point-toekennings wat onderhandel word om mylpaalgebaseerde vaste vaste pryskontrakte uit te reik wat tot vyf jaar duur.

& # 8220 Baie van hierdie verskillende argitekture en vermoëns gaan afhang van hoe die private sektor innoveer, & rdquo; Bridenstine het tydens 'n vergadering van die Lunar Surface Innovation Consortium gesê. & # 8220Dit is die rede waarom ek dink dat dit belangrik is dat NASA 'n vennootskap met die private industrie en die akademiese wêreld het, want hulle gaan met oplossings vorendag kom wat buitengewoon uniek en uiteenlopend is, en uiteindelik gaan hulle regtig bestuur wat beland dit is brandstofdepots, of hulle nou in 'n wentelbaan om die aarde is, of in 'n baan om die maan. & # 8221

Lockheed Martin is gekies vir 'n kontrak van $ 89,7 miljoen om 'n demonstrasie in die ruimte uit te voer met vloeibare waterstof om meer as 'n dosyn tegnologiese tegnologieë vir die bestuur van kriogenvloeistowwe te toets, en dit vir infusie in toekomstige ruimtestelsels te plaas, het NASA gesê. Vloeibare waterstof is die uitdagendste & # 8212 en doeltreffendste & # 8212 kriogene dryfmiddel om mee te werk in die ruimte, want dit moet gehandhaaf word by temperature onder minus 423 grade Fahrenheit (minus 253 grade Celsius) om te voorkom dat dit omskakel na gas en kook. af.

NASA het gesê Lockheed Martin sal saamwerk met die agentskap se Marshall Space Flight Centre en Glenn Research Centre aan die projek.

United Launch Alliance sal 'n & # 8220smart-aandrywingskryogene stelsel met vloeibare suurstof en waterstof op 'n Vulcan Centaur-boonste verhoog demonstreer, het NASA gesê. ULA se toekenning word op $ 86,2 miljoen gewaardeer.

ULA se volgende generasie Vulcan Centaur-vuurpyl sal in die tweede helfte van 2021 sy intreeproefvlug onderneem.

Die maatskappy het lank reeds dryfmiddeldepots in die ruimte bevorder en het 'n meer gevorderde boonste stadium voorgestel wat missies wat dae of weke in die diep ruimte kan duur. Die Centaur-boverhoog wat tans op ULA se vuurpyle vlieg, kan take van langer as ses uur duur.

NASA het gesê dat die slim voortstuwing-kriogeen stelsel die akkurate tenkdrukbeheer, die oordrag van die tenk na die tenk en die stoor van meer as een week van die dryfstof sal toets. & # 8221 Ingenieurs in Marshall, Glenn en die NASA se Kennedy Space Center sal met ULA werk op die demonstrasie.

'N Toekenning aan SpaceX ter waarde van $ 53,2 miljoen gaan vir 'n & # 8220vliegdemonstrasie op groot skaal om 10 ton kriogene dryfmiddel, spesifiek vloeibare suurstof, tussen tenks op 'n Starship-voertuig oor te dra, & # 8221; NASA het gesê.

SpaceX & # 8217s Starship is ontwerp om meer as 100 ton vrag na lae Aarde-baan te vervoer. Met die vaslegging van 'n tenktanker in die Aarde kan SpaceX 'n Starship vol metaan en vloeibare suurstof dryfstof aanvul om na meer afgeleë bestemmings soos die maan of Mars af te vuur.

SpaceX sal met Glenn en Marshall saamwerk aan die demo van Starship-dryfmiddel, het NASA gesê.

& # 8220Wanneer ons aan maatskappye soos SpaceX en die Starship dink, is hul argitektuur sterk afhanklik van die vermoë om kriogeniese middels in lae wentelbane oor te dra vir die doel om 'n stelsel tot by die maan te neem, & # 8221 Bridenstine het Woensdag gesê. & # 8220Hulle stelsel lyk nie asof dit 'n brandstofdepot rondom die maan benodig nie. Their system would require a fuel depot in orbit around the Earth.”

SpaceX’s Starship is one of three lunar lander concepts selected by NASA in April to carry astronauts to and from the moon’s surface. NASA also selected commercial teams led by Blue Origin and Dynetics to work on Human Landing Systems.

A small company named Eta Space in Merritt Island, Florida, won a $27 million award from NASA for a “small-scale flight demonstration of a complete cryogenic oxygen fluid management system,” the space agency said.

“As proposed, the system will be the primary payload on a Rocket Lab Photon satellite and collect critical cryogenic fluid management data in orbit for nine months,” NASA said. “The small business will collaborate with NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, NASA’s Glenn Research Center in Cleveland, and NASA’s Kennedy Space Center in Florida.”

Rocket Lab’s Photon spacecraft platform is designed to launch on top of an Electron rocket. Rocket Lab announced last month that it successfully launched the first Photon spacecraft, which is designed to host Earth observation sensors, communications payload, and scientific experiments on missions to Earth orbit and beyond.

NASA has already contracted with Rocket Lab to fly a small research mission named CAPSTONE to orbit the moon next year using an Electron rocket and Photon platform.

NASA selected Masten Space Systems to demonstrate precision landing, hazard avoidance, and a universal chemical heat and electrical power source attachment to help payloads survive the two-week lunar night. Masten’s two agreements are cumulatively valued at $12.8 million.

With a $41.6 million award, Intuitive Machines will develop a deployable hopper lander capable of carrying a 2.2-pound (1-kilogram) payload more than 1.5 miles (2.5 kilometers) across the surface of the moon, enabling exploration of craters out of reach of larger, conventional rovers.

Alpha Space Test and Research Alliance of Houston will get around $22.1 million from NASA develop a space science and technology evaluation facility to give smal experiments access to the lunar surface, and Maxar Technologies won $8.7 million in NASA funding to help develop a lighter and less expensive robotic arm for operations on the moon’s surface, in orbit, and on Earth.

Nokia will receive a NASA contract to provide $14.1 million to support early-stage research into the first LTE/4G communications network in space, which NASA says could support long-distance communications across the lunar surface.

Sierra Nevada Corp. won $2.4 million to develop demonstration hardware that uses methane and concentrated solar energy to extract oxygen from lunar soil, according to NASA.

NASA also selected Astrobotic, pH Matter, Precision Combustion, and Teledyne Energy Systems for awards focusing on testing wireless charging technology and regenerative power-generating fuel cells for potential use on the moon.

“I think there are two things that are critically important,” Bridenstine said. “We need power systems that can last a long time on the surface of the moon, and we need habitation on the surface of the moon.”

Follow Stephen Clark on Twitter: @StephenClark1.


Do they “make” oxygen to breathe on the ISS?

How do astronauts on the station ensure they have access to oxygen?

Electrolysis of water (H2O) is the main method to generate oxygen aboard the ISS. Water is split into oxygen (O2) and hydrogen (H2). The oxygen is vented into the breathable cabin air system, known as the Oxygen Generation System, while the explosive hydrogen is vented externally.

The station’s football-field-sized solar arrays are the power source to electrolyse the water. Each day the OGS continuously provides between 2.3 and 9kg (5 to 20lbs) of oxygen. The OGS is a component of the ISS life support system, known as ECLSS or Environmental Control and Life Support System, located in the US Destiny module. The Elektron system aboard the Russian Zvezda service module performs the same vital electrolysis service for the ISS crew. The Electron system was also used aboard the Russian Mir Space Station.

Pressurised oxygen storage tanks replenished by visiting unmanned cargo ships provide a backup to the electrolysis method. Finally, the crew can also generate oxygen chemically by igniting Solid Fuel Oxygen Generation (SFOG) canisters comprised of lithium perchlorate. Each canister provides the oxygen needed to support one crew member for one day.