NASA’nın eski baş teknoloji uzmanı liderliğindeki araştırmacılar, yakıt kaynağı olarak su taşıyan bir uydu başlatmayı umuyorlar. Cornell Üniversitesi’nden Mason Peck tarafından yönlendirilen ekip, suyun bir uzay aracı yakıt kaynağı olarak potansiyelini gösterirken, cihazlarının ayın yörüngesinde dönen ilk ayakkabı kutusu boyutunda “CubeSat” olmasını istiyor. Bu, uzayda bile nispeten yaygın olan güvenli, kararlı bir maddedir, ancak biz fosil yakıtlara alternatifler aradıkça burada Dünya’da daha fazla kullanım bulabilir.
Bir warp sürücüsü veya başka bir fütüristik tahrik sistemi geliştirene kadar, uzay yolculuğu büyük ölçüde bugün kullandığımız itici gaz temelli roketlere bağlı olacaktır. Bunlar , fizik yasaları sayesinde aracın arkasından gaz püskürterek çalışır ve aracı ileri doğru iter. Uydular için bu tür tahrik sistemlerinin hafif olması ve geminin yörüngede olduğu uzun yıllar, hatta on yıllar boyunca sürekli olarak güçlü bir yumruk atmak için küçük bir alanda (yüksek enerji yoğunluğu) çok fazla enerji taşıması gerekir.
Güvenlik de birincil endişe kaynağıdır. Enerjiyi küçük bir hacme ve kütleye yakıt şeklinde paketlemek, son SpaceX roket patlamasında gördüğümüz gibi, en ufak bir sorunun bile feci sonuçlara yol açabileceği anlamına geliyor . Herhangi bir dengesiz yakıtla uyduları yörüngeye oturtmak, pahalı donanımlar ve daha da kötüsü insan yaşamı için felaket anlamına gelebilir.
Su, bu sorunu aşmanın bir yoludur çünkü aslında bir yakıttan çok bir enerji taşıyıcısıdır. Cornell ekibi , suyu itici olarak kullanmayı değil, daha çok güneş panellerinden gelen elektriği kullanarak suyu hidrojen ve oksijene ayırmayı ve bunları yakıt olarak kullanmayı planlıyor. İki gaz yeniden birleştiğinde ve ateşlendiğinde yanacak veya patlayacak ve bölme işlemi sırasında aldıkları enerjiyi dışarı verecektir. Gazların bu yanması, uyduyu ileri sürmek, hız kazanmak veya hedeflenen gezegen veya ayın yörüngesindeki konumunu değiştirmek için kullanılabilir.
Yüksek güvenilirliğe sahip ve hareketli parçası olmayan güneş panelleri, sıfır yerçekiminde ve aşırı uzay ortamlarında çalışmak, güneş ışığından akım üretmek ve uydunun görevini aktif olarak yerine getirmesini sağlamak için idealdir. Geleneksel olarak bu enerji pillerde depolanır. Ancak Cornell bilim adamları, gemideki suyu bölerek yakıt kaynaklarını oluşturmak için kullanmak istiyorlar.
Dünya dışı elektroliz
Elektroliz olarak bilinen önerilen süreç, genellikle bir miktar çözünür elektrolit içeren bir su numunesinden bir akım geçirmeyi içerir. Bu, suyu iki elektrotta ayrı ayrı salınan oksijen ve hidrojene ayırır. Dünya’da, yerçekimi, gazları toplamak ve kullanmak için ayırmak için kullanılacaktı. Bununla birlikte, uzayın serbest akan sıfır yerçekiminde, uydu, gazları çözeltiden ayırmak için dönmeden merkezkaç kuvvetleri kullanmak zorundadır.
Elektroliz, daha önce, örneğin Uluslararası Uzay İstasyonu’nda , yüksek basınçlı oksijen depolama tanklarına ihtiyaç duymadan insanlı uzay görevleri için oksijen tedariki sağlamak için uzayda kullanılmıştır . Ancak roketlerle ağır yüklerle uzaya su göndermek yerine, bir gün onu aydan veya asteroitlerden de çıkarabilirdik . Uydu yakıtı için hem hidrojeni hem de oksijeni kullanmaya yönelik yeni yaklaşım başarılı olursa, uzayda bizi bekleyen hazır bir kaynağımız olabilir. Bu, geleceğin uzay araçlarının en azından bir kısmına nasıl güç verdiğimizi şekillendirebileceği anlamına geliyor.
Uydulardan arabalara
Çoğu zaman olduğu gibi, uzay teknolojisindeki gelişmeler, Dünya’daki önemli enerji sorunlarının üstesinden gelmeye yardımcı olma potansiyeline sahip kavramları zorluyor. Elektriği depolamak gerçekten zor ve yenilenebilir enerji kaynaklarımızı artırdıkça arz ve talebi dengelememiz gerekiyor . Rüzgar ve güneş çiftlikleri, üretim teknolojisindeki sorunlardan dolayı değil, ürettikleri enerjiyle çoğu zaman yararlı bir şey yapamadığımız için gerçekten verimsiz yenilenebilir enerji biçimleridir. Elektrik şebekesi, yüksek üretim ve düşük enerji ihtiyacı zamanlarında mücadele eder.
Cevap, uzaydaki tahrikte olduğu gibi, suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için fazla elektriğin kullanılmasını içerebilir. Bu , hidrojen yakıtı şeklinde depolanabilir, taşınabilir bir meta üretir . Enerjiye ihtiyaç duyulduğunda atmosferden oksijenle yeniden birleşerek serbest bırakılabilir. Bu, tekrar elektrik üretmek için bir yakıt hücresinde veya bir yanmalı motorda veya bir hidrojen gazı brülöründe yakılarak yapılabilir.
Galli start-up firması Riversimple – önde gelen otomobil üreticileri Toyota ve Volkswagen ile birlikte – şimdiden hidrojen yakıt hücreli arabalar üretiyor. Yani hidrojen, Cornell’in uydusu ile aynı şekilde güneş enerjisinden üretiliyorsa, bu uzay teknolojisi düşündüğünüzden daha kısa sürede günlük hayatınızın bir parçası olabilir.