维度网讯,西南研究院(SwRI)与德克萨斯大学圣安东尼奥分校(UT San Antonio)联合开发的一种新型电解器技术已通过美国国家航空航天局(NASA)的关键评审,获准进行抛物线飞行测试。该项目旨在评估一款名为“火星大气可消耗品合成反应器”(MARS-C)的电解装置在部分重力环境下的性能表现。
MARS-C是一种原位资源利用(ISRU)技术,由UT圣安东尼奥生物医学与化学工程系助理教授Shrihari Sankarasubramanian在NASA支持下开发。该技术通过施加电压,将模拟火星卤水和二氧化碳电化学转化为氧气、乙醇和其他碳氢化合物,旨在利用火星本地资源生产燃料、氧气及其他长期人类居住所需的生命支持化合物。类似技术也可应用于月球和其他行星体。
项目由SwRI流体工程部项目经理Kevin Supak与Sankarasubramanian共同领导。团队将原型电化学电池改装成一个包含六个电池、尺寸为3×7英尺的有效载荷。每个电池安装于密封箱内,通过控制环境湿度并利用热电热泵模拟火星温度。
“有效载荷已准备好搭载执行抛物线剖面的飞机飞行。我们已向NASA证明,设计、程序和安全考虑满足执行抛物线飞行测试的要求。”Supak表示,“这将是首个能够在火星环境条件下运行的电解器的演示,火星重力为地球的三分之一,温度更低,大气压也更低。”
SwRI与UT圣安东尼奥将通过一系列抛物线飞行测试MARS-C。抛物线飞行通过拱形飞行模式产生的自由落体期提供低重力条件,使有效载荷经历每次约15至20秒的月球、火星或零重力水平。该方法基于SwRI先前在抛物线飞行中研究部分重力下沸腾过程的工作,此前研究表明较低重力会影响表面气泡动力学,进而影响气体产生速率。
测试期间,电解电池将运行以生产乙醇和其他碳氢化合物,摄像头将记录电极表面的气体积累情况。操作设备还将监测电池中的电流。飞行后,团队将从电池中抽取燃料样品并测量其碳氢化合物含量,以量化燃料产量与重力水平的关系。“通过获得这次抛物线飞行的资格,我们将了解产烃电解器在火星重力条件下的行为,”Sankarasubramanian说,“由此获得的见解将帮助我们改进系统设计和性能,使MARS-C有可能服务于宇航员生命支持应用和火星化学产品生产。”
该项目由NASA的TechLeap Prize支持,该奖项旨在通过推进解决技术短板的方案来支持未来任务。项目还得到研究伙伴关系连接(Connect)计划的支持,该计划促进SwRI和UT圣安东尼奥之间的合作。该项目还获得了该校Klesse工程与集成设计学院(KCEID)以及空间技术与操作研究中心(CSTOR)的支持,并由德克萨斯大学圣安东尼奥分校研究办公室和西南研究院提供资助。










