Uma nova abordagem que utiliza campos magnéticos para aprimorar a produção de oxigênio em ambientes de microgravidade promete tornar as missões espaciais de longa duração mais eficientes e sustentáveis.
Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo cientistas do Georgia Institute of Technology, do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) da Universidade de Bremen e da Universidade de Warwick, desenvolveu um sistema inovador que aproveita as interações magnéticas para melhorar a eficiência da eletrólise da água no espaço. Essa descoberta, publicada na Nature Chemistry, aborda um desafio crítico na exploração espacial: a produção confiável de ar respirável em ambientes onde o reabastecimento é limitado.
Métodos tradicionais de produção de oxigênio a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS), como a eletrólise, são impraticáveis para missões de longa duração devido à sua complexidade e alta demanda de energia. A microgravidade agrava o problema, pois as bolhas de gás produzidas durante a eletrólise tendem a permanecer suspensas e aderidas aos eletrodos, dificultando a separação e a eficiência do processo. O sistema desenvolvido pela equipe, liderado pelo Dr. Álvaro Romero-Calvo, utiliza ímãs permanentes comuns para criar um sistema passivo de separação de fases. Este sistema direciona as bolhas de gás para longe dos eletrodos e as coleta em pontos designados, eliminando a necessidade de componentes mecânicos complexos como centrífugas e bombas.
A pesquisa destacou duas interações magnéticas chave: diamagnetismo e magnetohidrodinâmica. O diamagnetismo faz com que a água seja repelida por campos magnéticos, auxiliando na direção das bolhas de gás. A magnetohidrodinâmica, por sua vez, surge da interação entre campos magnéticos e correntes elétricas geradas pela eletrólise, criando um movimento de rotação no líquido que separa as bolhas de gás da água por meio de efeitos convectivos. Esses efeitos combinados aprimoram a liberação e o movimento das bolhas de gás, aumentando a eficiência das células eletroquímicas em até 240%.
Para validar o sistema, os pesquisadores realizaram experimentos na Torre de Queda do ZARM em Bremen, Alemanha, que simula condições de microgravidade. Os resultados confirmaram que as forças magnéticas podem controlar eficazmente os fluxos de bolhas eletroquímicas em microgravidade. Este avanço representa um passo significativo na mecânica de fluidos de baixa gravidade e abre caminho para futuras arquiteturas de voos espaciais tripulados.
A equipe planeja validar ainda mais seu método através de voos de foguetes suborbitais, com o objetivo de demonstrar sua eficácia em condições de microgravidade prolongada. Ao aproveitar as interações magnéticas, essa abordagem inovadora oferece um caminho promissor para o desenvolvimento de sistemas de suporte de vida mais simples, econômicos e sustentáveis, essenciais para o sucesso de futuras missões espaciais profundas.