Atmen im All: Forscher extrahieren Sauerstoff aus Wasser mit Super-Magneten

Sauerstoff ist essentiell wichtig, nicht nur zum Atmen, sondern auch für Antriebssysteme, die auf Verbrennung basieren. Im All fällt es schwer, an Sauerstoff zu gelangen, trotzdem benötigen wir Menschen dort draußen Atemluft und Antriebstechnik. Darum befasste sich ein internationales Forscherteam intensiv mit der Frage, wie sich Sauerstoff in der Schwerelosigkeit problemlos aus Wasser lösen lässt. Damit lassen sich beide »Fliegen« mit einer Klappe schlagen.

Supermagneten lösen Sauerstoff aus Wasser unter Schwerelosigkeit

146 m hoher Fallturm lieferte die nötige Schwerelosigkeit

Zuerst brauchten die Forscher Schwerelosigkeit, um die Bedingungen im All zu imitieren. Denn Flüssigkeiten und Gase reagieren unter Erdanziehungskraft ganz anders, als wenn diese nicht vorhanden ist. Bläschen, die in einer Limo hochsteigen, würden dort oben im All einfach irgendwo hängenbleiben und nicht die Oberfläche des Getränks durchbrechen. Darum ist es unter Schwerelosigkeit viel schwieriger, Sauerstoff aus dem Wasser abzuscheiden. Die Wissenschaftler entschieden sich für einen Fallturm in Bremen, der mit 146 Meter Höhe genügend Zeit bereithielt, um in der Fallkapsel zu experimentieren. »Genügend Zeit« ist allerdings relativ, es blieben pro Fall nur wenige Sekunden für den Versuch.

Neodym-Magneten sind extrem stark und langlebig

Um das Wasser in seine Bestandteile zu zerlegen, nutzten die Forscher Neodym-Magneten, die auch als Supermagneten bezeichnet werden. Sie bestehen aus einer speziellen Mischung von Eisen, Bor und Neodym, einem Metall der Seltenen Erden. Im richtigen Verhältnis kombiniert, ergeben die drei Elemente eine starke und sehr langlebige Magnetkraft, die zum Beispiel in Kernspintomographen, bei Mikromotoren und in Dauermagnet-Rotoren Anwendung finden. Auch die Extraktion von Sauerstoff aus Wasser ist nun damit gelungen, sogar in der Schwerelosigkeit. Für unseren Weg ins All stellt diese Erfindung einen entscheidenden Fortschritt dar, denn damit lässt sich der Transport vereinfachen und die Astronauten erhalten einen vereinfachten Zugang zu Sauerstoff.

Die zugehörigen Forschungen führten nicht ad hoc zum Erfolg, sondern sie dauerten viele Jahre, bis die Spaltung schlussendlich funktionierte.