تتعلق مسألة العيش في الفضاء بكفاءة وموثوقية إنتاج الأكسجين، حيث تعتمد محطة الفضاء الدولية على أنظمة ثقيلة تستهلك الكثير من الطاقة، وهو ما يعد غير ملائم للمهمات الطويلة الأمد. لذلك، قدم فريق من العلماء من جامعة وارويك، ومركز تكنولوجيا الفضاء التطبيقية والجاذبية الصغرى (ZARM) في جامعة بريمن، بالإضافة إلى معهد جورجيا للتكنولوجيا، حلاً مبتكراً يمكن أن يجعل عملية إنتاج الأكسجين في المستقبل أكثر خفة وبساطة واستدامة، من خلال استخدام المغناطيسية.
كما أشارت البروفيسورة كاترينا برينكرت، الأستاذة الفخرية بجامعة وارويك والمديرة في مركز ZARM، إلى أن الفريق أثبت أن فصل الهيدروجين والأكسجين عن الإلكتروليت السائل لا يحتاج إلى أجهزة طرد مركزي أو أجزاء ميكانيكية متحركة، بل يمكن أن يتم من خلال نظام سلبي تماماً ومنخفض الصيانة، مما يسهل العملية ويقلل من تعقيدها.
تُعتبر الطريقة السائدة حالياً لإنتاج الأكسجين في الفضاء هي التحليل الكهربائي للماء، وهي تقنية تفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام أقطاب كهربائية. لكن عند انعدام الوزن، تتجمع فقاعات الغاز بدلاً من أن ترتفع، مما يتطلب إدارة معقدة تستهلك الكثير من الطاقة وموارد أكبر، وهو ما يجعل هذه الأنظمة غير عملية للمهمات الطويلة الأمد، حيث يعتبر كل كيلوجرام من المعدات والطاقة أمراً حيوياً.
أظهر فريق من الباحثين من جامعة وارويك ومعهد جورجيا للتكنولوجيا ومعهد ZARM أنه يمكن استخدام مجالات مغناطيسية بسيطة لفصل فقاعات الغاز عن الأقطاب الكهربائية في بيئة انعدام الجاذبية، حيث تم إجراء تجاربهم في برج بريمن للسقوط دون الحاجة لتكنولوجيا ضخمة.
ووفقاً للدكتور ألفارو روميرو كالفو، الأستاذ المساعد في معهد جورجيا للتكنولوجيا، فقد تمكنوا من إثبات قدرة القوى المغناطيسية على التحكم في تدفقات الفقاعات الكهروكيميائية، مما يعد إنجازاً يفوق العوائق الحالية في ميكانيكا الجاذبية المنخفضة ويعزز إمكانيات الرحلات الفضائية المستقبلية.
عبر استغلال المغناطيسات الدائمة المتاحة، قام الفريق بتطوير نظام فصل يعمل بشكل سلبي، يقوم بدفع الفقاعات بعيداً عن الأقطاب الكهربائية وجمعها في مواقع محددة. حيث تم تطوير نهجين متكاملين للاستفادة من هذا النظام، الأول يعتمد على الاستجابة الطبيعية للماء للمجالات المغناطيسية في الجاذبية الصغرى، حيث يتم توجيه فقاعات الغاز إلى نقاط التجميع.
أما النهج الثاني، فيستفيد من القوى المغناطيسية الهيدرو ديناميكية الناتجة عن التفاعل بين المجالات المغناطيسية والتيارات الكهربائية، مما ينشئ حركة دورانية في السائل تساعد على فصل فقاعات الغاز عن الماء، محققة بذلك فصلًا طوريًا يشبه ما تفعله أجهزة الطرد المركزي الميكانيكية المستخدمة في محطة الفضاء الدولية ولكن من خلال استخدام قوى مغناطيسية بدلاً من الدوران الميكانيكي.