I ricercatori, guidati da un ex capo tecnologo della NASA, sperano di lanciare un satellite che funzioni sull'acqua come fonte di carburante. Il gruppo della Cornell University e Mason Peck vogliono che il loro dispositivo sia il primo CubeSat (questi sono piccoli satelliti delle dimensioni di una scatola da scarpe) ad orbitare intorno alla Luna mentre dimostrano il potenziale dell'acqua come fonte di carburante per un veicolo spaziale. Questa sostanza sicura e stabile è abbastanza comune anche nello spazio e potrebbe trovare un impiego ancora più diffuso sulla Terra, dal momento che stiamo cercando un'alternativa ai combustibili fossili.
Fino a quando non svilupperemo un motore a curvatura o qualche altro sistema di propulsione futuristico, è probabile che il nostro viaggio nello spazio dipenda fortemente dai razzi che utilizzano lo stesso carburante che è comune oggi. Funzionano bruciando gas nella parte posteriore dell'apparato e per questo, grazie alle leggi della fisica, vengono spinti in avanti. Tali sistemi di propulsione per i satelliti devono essere leggeri e trasportare molta energia in un piccolo spazio (avere un'alta densità di energia) per mantenere continuamente l'apparato in orbita per molti anni o addirittura decenni.
La prima preoccupazione è la sicurezza. L'imballaggio di energia in piccoli volumi e massa sotto forma di carburante significa che anche il minimo problema porterà a conseguenze disastrose come quello che abbiamo visto con la recente esplosione del razzo di SpaceX. Mettere in orbita i satelliti con qualsiasi forma di carburante instabile a bordo potrebbe significare disastri per apparecchiature costose e forse anche peggio per la vita umana.
L'acqua può aiutarci a risolvere questo problema, poiché è essenzialmente un vettore di energia, non di carburante. Il gruppo della Cornell University non ha in programma di utilizzare l'acqua come combustibile, ma piuttosto di utilizzare l'elettricità dei pannelli solari per dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno e usarli come combustibile. Questi due gas si combinano e diventano una miscela esplosiva, consentendo di realizzare l'energia spesa nella scissione dell'acqua. La combustione di questi gas può essere utilizzata per far avanzare il satellite, accelerarlo o modificarne la posizione in orbita, a seconda della destinazione.
Le celle solari sono altamente affidabili e non hanno parti mobili, il che le rende ideali per ambienti con microgravità e spazi estremi per generare corrente dalla luce solare. Tradizionalmente, questa energia viene immagazzinata nelle batterie, ma gli scienziati della Cornell vogliono usarla per abbattere l'acqua a bordo.
Il processo proposto, noto come elettrolisi, prevede il passaggio di corrente attraverso l'acqua, che di solito contiene un elettrolita solubile. La corrente rompe l'acqua in ossigeno e idrogeno, che vengono rilasciati separatamente su due elettrodi: all'anodo e al catodo. Sulla Terra, la gravità separa quindi questi gas e possono essere utilizzati. Ma in assenza di gravità, il satellite avrà bisogno di forze centrifughe dalla rotazione per separare i gas dalla soluzione.
L'elettrolisi è già stata utilizzata nello spazio in passato per fornire ossigeno alle missioni spaziali con equipaggio e non per assorbire bombole di ossigeno ad alta pressione, ad esempio, sulla Stazione Spaziale Internazionale. Ma invece di inviare acqua nello spazio come un carico su un razzo, potremmo semplicemente estrarla un giorno sulla luna o sugli asteroidi. Se questo nuovo approccio all'uso dell'idrogeno e dell'ossigeno per il carburante satellitare si rivelasse efficace, potremmo avere una fonte pronta nello spazio. Questo approccio potrebbe essere applicato all'alimentazione del veicolo spaziale del futuro.
Come spesso accade, gli sviluppi nella tecnologia spaziale danno origine a idee che possono essere applicate sulla Terra, soprattutto per risolvere problemi energetici significativi. L'elettricità è davvero difficile da immagazzinare e, poiché la domanda di elettricità aumenta, abbiamo bisogno di innovazioni. I parchi eolici e solari non sono le forme più efficienti di energia rinnovabile, non per problemi con la produzione di energia, ma perché spesso non possiamo fare nulla di utile con questa energia. Le reti elettriche si guastano durante i periodi di alta generazione e bassa domanda di energia.
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Forse ci aiuterà a usare l'elettricità in eccesso per scindere l'acqua in idrogeno e ossigeno. Quindi puoi fare scorte di idrogeno e, se necessario, combinarlo con l'ossigeno dall'atmosfera.
ILYA KHEL
