科学家们在月球和火星上将水转化为氧气

在太空旅行比以往任何时候都更容易实现的时代，创造一种可靠的氧气来源可以帮助人类在地球外建立宜居的栖息地。

电解是一种潜在的方法，它涉及将电流通过化学系统来驱动反应，可用于从月球岩石中提取氧气或将水分解为氢和氧。这对生命维持系统和火箭推进剂的原位生产都是有用的。

然而，到目前为止，与地球上的已知条件相比，月球上的较低引力场(地球引力的1/6)和火星上的较低引力场(地球引力的1/3)如何影响气体演变的电解，还没有详细研究过。较低的重力会对电解效率产生重大影响，因为气泡会粘附在电极表面并形成电阻层。

今天发表的新研究展示了研究团队如何进行实验，以确定可能赋予生命的电解方法在失重条件下的作用。

该项目的首席工程师冈特·贾斯特说:“我们设计并建造了一个小型离心机，可以产生与月球和火星相关的一系列重力水平，并在微重力抛物线飞行中操作它，以消除地球引力的影响。”在实验室做实验时，你无法逃脱地球的引力;然而，在飞机中几乎为零重力的背景下，我们的电解电池只受离心力的影响，因此我们可以通过改变转速来调整每个实验的重力水平。

“离心机有4个25厘米长的臂，每个臂上都装有装有各种传感器的电解电池，所以在每次大约18秒的抛物线期间，我们在旋转系统上同时做了4个实验。

“我们还在实验室里对1克到8克的离心机进行了同样的实验。在这个结构中，我们让手臂摆动，这样向下的重力就被考虑进去了。研究发现，在1 g以下观察到的趋势与1 g以上的趋势是一致的，这在实验上验证了高重力平台可以用于预测月球重力下的电解行为，消除了需要昂贵和复杂的微重力条件的限制。在我们的系统中，我们发现，如果使用与地球上相同的操作参数，在月球引力下产生的氧气会减少11%。”

额外的功率要求相对较低，约为1%。这些具体值仅与小型测试单元相关，但表明在规划在月球或火星上运行的系统的功率预算或产品输出时，必须考虑到低重力环境下效率的降低。

如果认为对功率或产品输出的影响太大，系统无法正常工作，则可以进行一些调整，以减少重力的影响，例如使用特殊结构的电极表面或引入流动或搅拌。

研究报告——”预测月球和火星上氧气电解的效率——已在今天的杂志上发表自然通讯．

能够使人类安全地生存在其他天体表面的解决方案是太空研究的一个活跃领域。从no-cement混凝土在月球上建造建筑的想法用太空尘埃制造太空混凝土还有废液比如尿液，来自宇航员。

2020年11月，一家英国公司赢得了欧洲航天局(ESA)的合同，开发将月球尘埃加工成氧气和金属合金的方法，以期生产月球尘埃建造未来月球基地的必要材料．