NASA tarafından uçuşa hazır olarak belirlenen elektrolizör deneyi

Bir Güneybatı Araştırma Enstitüsü ve San Antonio’daki Texas Üniversitesi’ndeki deney, kritik bir NASA incelemesini geçerek parabolik uçuş testine hazır olduğunu belirledi. İki kurum, patent başvurusu yapılmış bir elektrolizör olan Sarf Malzemelerinin Sentezi için Mars Atmosfer Reaktörünün (MARS-C) kısmi yerçekimi ortamlarındaki performansını değerlendirecek.

Proje, SwRI’nin Akışkan Mühendisliği Bölümünde program yöneticisi olan SwRI’den Kevin Supak ve UT San Antonio’nun Biyomedikal ve Kimya Mühendisliği Bölümünde yardımcı doçent olan Dr. Shrihari Sankarasubramanian tarafından yönetiliyor. Sankarasubramanian tarafından NASA desteğiyle geliştirilen MARS-C, uzun vadeli insan yerleşimi için gerekli olan yakıt, oksijen ve diğer yaşam destek bileşenlerini üretmek için Mars’taki yerel kaynakları kullanmak üzere tasarlandı.

Supak, “Yük, parabolik profilde uçan bir uçakta uçmaya hazır. Tasarımımızın, prosedürlerimizin ve güvenlik hususlarımızın parabolik uçuş testini gerçekleştirmek için gereken gereksinimleri karşıladığını NASA’ya gösterdik.” dedi. “Bu, Dünya’nın yerçekiminin üçte birine sahip olan, önemli ölçüde daha soğuk sıcaklıklara ve daha düşük atmosfer basıncına sahip olan Mars ortam koşullarında çalışabilen bir elektrolizörün ilk gösterimi olacak.”

MARS-C, Mars’ta itici gazların ve yaşam destek bileşenlerinin üretimini iyileştirmeyi amaçlayan bir yerinde kaynak kullanımı (ISRU) teknolojisidir, ancak benzer teknoloji aya ve diğer gezegen cisimlerine de uygulanabilir. Simüle edilmiş Mars tuzlu suyunu ve karbondioksiti elektrokimyasal olarak oksijene, etanole ve diğer hidrokarbonlara dönüştürmek için iki elektrot boyunca voltaj uygular.

Ekip, prototip elektrokimyasal hücreleri, altı elektrokimyasal hücre içeren 3 x 7 feetlik bir yüke uyarladı. Her hücre, ortamdaki nemi kontrol etmek ve termoelektrik ısı pompaları kullanarak Mars sıcaklıklarını simüle etmek için bir muhafaza kutusuna yerleştirildi.

Sankarasubramanian, “Bu parabolik uçuşa hak kazanarak, hidrokarbon üreten elektrolizörlerin Mars’ın yerçekimi koşullarında nasıl davrandığını öğreneceğiz” dedi. “Sonuç olarak ortaya çıkan bilgiler, sistem tasarımını ve performansını iyileştirmemize ve MARS-C’yi astronot yaşam destek uygulamalarında ve Mars’taki kimyasal üretiminde potansiyel olarak hizmet verme yoluna sokmamıza yardımcı olacak.”

SwRI ve UT San Antonio, kemerli uçuş düzenlerinin yarattığı serbest düşüş dönemleri boyunca azaltılmış yerçekimi koşulları sağlayacak bir dizi parabolik uçuşta MARS-C’yi test edecek. Bu paraboller, yükün Ay, Mars veya sıfır yerçekimi seviyelerinin kısa sürelerini (her biri yaklaşık 15-20 saniye) deneyimlemesine olanak tanır. Bu yaklaşım, parabolik uçuşlarda kısmi yerçekimi altında kaynama süreçlerini inceleyen SwRI tarafından yürütülen önceki çalışmalara dayanıyor. SwRI’nin araştırması, düşük yerçekiminin yüzey kabarcık dinamiklerini etkilediğini ve bunun da gaz üretim oranlarını etkileyebileceğini gösterdi.

Supak, “Uçuş sırasında etanol ve diğer hidrokarbonları üretmek için elektroliz hücreleri çalıştırılacak ve kameralar elektrot yüzeylerindeki gaz birikimini kaydedecek.” dedi. “Elektrokimyasal hücreleri çalıştıran ekipman aynı zamanda hücrelerdeki elektrik akımlarını da izleyecek. Uçuştan sonra hücrelerden yakıt örnekleri alacağız ve üretilen yakıt miktarını yerçekimi seviyesinin bir fonksiyonu olarak ölçmek için hidrokarbon içeriğini ölçeceğiz.”

Proje, NASA’nın teknoloji eksikliklerini gideren çözümleri geliştirerek gelecekteki görevleri destekleyen NASA’nın TechLeap Ödülü’nün yanı sıra SwRI ve UT San Antonio arasındaki işbirliğini teşvik eden Araştırma Ortaklıkları Yoluyla Bağlantı (Connect) programı tarafından destekleniyor. Proje ayrıca üniversitenin Klesse Mühendislik ve Entegre Tasarım Koleji (KCEID) ve Uzay Teknolojisi ve Yöneylem Araştırması Merkezi (CSTOR) tarafından da destekleniyor.