美國(guó)西南研究所（SwRI）和德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校（UTSA）將從美國(guó)宇航局（NASA）的“技術(shù)飛躍獎(jiǎng)（TechLeap）”項(xiàng)目中獲得50萬美元的獎(jiǎng)金，用于飛行測(cè)試新型電解槽技術(shù)，該技術(shù)旨在改善月球、火星或近地小行星上推進(jìn)劑和生命維持化合物的生產(chǎn)。該項(xiàng)目被稱為火星消耗品合成大氣反應(yīng)堆（MARS-C），由SwRI的Kevin Supak和Eugene Hoffman博士以及UTSA的Shrihari“Shri”Sankarasubramanian博士領(lǐng)導(dǎo)。

TechLeap獎(jiǎng)項(xiàng)旨在通過推進(jìn)解決NASA技術(shù)不足的變革性解決方案來支持未來的任務(wù)。SwRI/UTSA小組是九個(gè)獲得資助的獲獎(jiǎng)?wù)咧唬麄儗⒃趤嗆壍馈④壍阑驋佄锞€飛行中測(cè)試他們的有效載荷。該計(jì)劃旨在加快技術(shù)測(cè)試時(shí)間表，允許在授予后一年內(nèi)完成。

SwRI和UTSA將評(píng)估正在申請(qǐng)專利的電解槽的性能，該電解槽是由UTSA生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)工程系助理教授Sankarasubramanian及其團(tuán)隊(duì)在NASA的支持下開發(fā)的。該裝置在兩個(gè)電極上施加電壓，驅(qū)動(dòng)模擬火星鹽水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷和其他碳?xì)浠衔锏碾娀瘜W(xué)過程。這項(xiàng)技術(shù)旨在利用月球或火星上的當(dāng)?shù)刭Y源，生產(chǎn)人類長(zhǎng)期居住所需的燃料、氧氣和其他維持生命的化合物。

這項(xiàng)工作建立在SwRI之前的研究基礎(chǔ)上，該研究涉及研究部分重力下拋物線飛行的沸騰過程。該研究旨在了解液體在月球或火星表面的行為，研究表明部分重力會(huì)影響表面氣泡動(dòng)力學(xué)，從而影響氣體產(chǎn)量。

Supak說：“在部分重力環(huán)境中，比如月球或火星，電解槽中浮力的減弱對(duì)氣泡的影響帶來了地球上沒有的挑戰(zhàn)。我們對(duì)在低重力下利用氣泡成核的化學(xué)過程缺乏了解，這是我們想要填補(bǔ)的空白。”

為了解決這個(gè)問題，SwRI和UTSA將把這項(xiàng)技術(shù)整合到現(xiàn)有的SwRI建造的飛行平臺(tái)上，并在拋物線飛行上進(jìn)行測(cè)試，利用該研究所在減少重力飛機(jī)和亞軌道航天器上的成功測(cè)試技術(shù)。

Sankarasubramanian說：“我們計(jì)劃在拋物線飛行過程中，在運(yùn)行的電解槽中獲取氣泡成核和流體運(yùn)動(dòng)的視頻。了解這些過程可以幫助我們提高這些電解槽的整體效率和性能。”

飛行平臺(tái)完成后，SwRI將在拋物線飛行前進(jìn)行地面測(cè)試，以建立操作程序并確保成功演示。此次飛行目前計(jì)劃在2026年進(jìn)行。

Supak說：“人類有一種內(nèi)在的動(dòng)力去挑戰(zhàn)可能的界限。探索太空促進(jìn)了技術(shù)進(jìn)步，對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的好處——克服太空探索的獨(dú)特挑戰(zhàn)往往會(huì)帶來意想不到的創(chuàng)新。在其他星球上建立永久基地可以為前所未有的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破鋪平道路。”