磁铁或能帮助人类在太空呼吸

　　王亚平在中国空间站做水球实验。 资料图片
　　最近，西班牙一个科研团队提出了这样一个奇妙的构想——可以利用磁铁在太空中制造氧气。他们提出，利用磁铁从水中分离出氢用于推动飞船，分离出氧以供航天员呼吸。
　　目前，航天员在太空行走，主要依靠氧气罐供养。一般来说，舱外航天服上的氧气罐可以提供6.5～8个小时的太空探索时间。如果航天员希望继续舱外活动，则需要返回飞船更换氧气罐。目前最长的单次太空行走纪录是由美国宇航员吉姆·沃斯和苏珊·赫尔姆斯实现的，他们花了8小时56分钟维修国际空间站。
　　氧气罐只能短时间内支持航天员在太空呼吸，想长期生存，还得通过别的方式。
　　2021年10月，神舟十三号载人飞船搭载＂太空出差三人组＂顺利进入太空，并在空间站驻留了6个月。
　　空间站内，一般会有一套或多套制取氧气的设备。其原理很简单，就是利用电能分解水，产生氢气与氧气。在地面上，电解水消耗能源较多，产生的氢气又有危险。但是，空间站上的供电不是问题。巨大的太阳能电池板可以源源不断供应大量电力，伴随产生的氢气也可排放到太空中。作为原料的水，可以从地球上通过补给船运送到空间站，也可以通过冷凝器回收舱内空气中的水蒸气，甚至使用航天员的尿液过滤和回收。
　　从制备氧气的系统中提取氧气，在太空中是一项相当复杂的任务。在地球上时，气体会受到浮力漂浮到液体上部——就像打开一罐汽水，气泡会分离出来并漂浮到汽水的上部。在空间站的微重力环境中，这个分离的过程却会变得格外困难。国际空间站就是借助一种大型＂离心机＂，将气体与液体分离开来。然而这个过程会产生振动，极易干扰空间站内的科学实验。
　　针对电解水过程中的这一＂瓶颈＂问题，西班牙的这个科研团队提出一种＂简便易行＂的解决方案，只需一块磁铁，就可以＂自然＂地达到需要的分离效果，不仅可以使用于空间站较大型的制氧设备，航天员舱外活动携行供氧问题也有可能得到根本性解决。
　　＂水是一种抗磁性材料，这意味着它会被磁铁排斥。在地球上，我们几乎不会注意到水所受到的‘排斥’，但在太空中，这变成了一种可以用来分离气泡的力。＂ 该科研团队负责人罗梅罗·卡尔沃说。磁铁排斥水并吸引气泡，利用磁铁的这一特性，目前该团队已研发出一种装置，可以将气泡从液体中分离出来，并使用不产生干扰且几乎不需要能量的无源系统对它们进行有效提取。
　　罗梅罗·卡尔沃说：＂这一切背后的物理原理在物理学界是众所周知的，但目前几乎还没有人开发过其在太空中的应用。＂这一构想如果可行并实际应用，其意义将是颠覆性的，必将极大扩大人类太空探索的半径，为大规模人群的星际旅行提供更大的可能性。（■袁君博 徐宝华）