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Feb 04, 2024

ESA는 무중력 상태에서 철이 연소되는 방식을 테스트하고 있습니다.

우주에서 철을 태우면 어떻게 될까요? 유럽 ​​우주국(European Space Agency)은 이를 알아내기 위해 미세 중력에서 철분을 불태우고 있습니다. 그들은 재미를 위해 하는 것이 아니라 '이해하기 위해' 하는 것입니다.

우주에서 철을 태우면 어떻게 될까요? 유럽 ​​우주국(European Space Agency)은 이를 알아내기 위해 미세 중력에서 철분을 불태우고 있습니다. 그들은 재미를 위해서가 아니라 "이산 연소"라는 것을 이해하기 위해 그렇게 합니다. 이 과정을 통해 바로 여기 지구상에서 보다 효율적인 철 연소로가 가능해질 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이는 결국 대기 중 온실가스 방출을 방지하기 위한 방법으로 다른 재생 가능 에너지원에 합류할 수 있습니다.

그렇다면 왜 철을 태워야 할까요? 천체 물리학에서는 엄청나게 무거운 별이 '철 연소' 단계에 도달하면 초신성의 형태로 재앙을 초래합니다. 별이 내보낼 수 있는 것보다 별의 핵심에 있는 철을 소비하는 데 더 많은 에너지가 필요하기 때문입니다. 그러나 미세중력 상태에서 철을 "연소"하는 것은 다른 화학적 과정입니다.

무언가를 태울 때, 태우려는 물질에 산소를 추가하는 것입니다. 이 과정에서는 열과 기타 부산물이 방출됩니다. 나무 등을 태울 때 부산물은 재와 이산화탄소(온실가스)입니다.

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철(또는 기타 금속) 분말이 연소되면 공기와 반응하여 산화물을 형성합니다. 그 과정에서 그들은 많은 에너지(그리고 빛)를 생성합니다. 철의 경우 남은 찌꺼기는 기본적으로 산화철, 즉 오래된 녹입니다. 그리고 사람들은 녹을 재처리하여 산소를 제거할 수 있습니다. 본질적으로 철분을 다시 얻습니다. 이 과정에서 이산화탄소가 생성되지 않으며 다른 위험한 가스도 나타나지 않습니다.

TEXUS 사운드 로켓을 타고 팀의 실험을 수행하는 데 참여한 ESA 엔지니어 Antonio Verga는 "대기로의 탄소 배출을 줄이는 가장 좋은 방법은 탄소를 전혀 배출하지 않는 것입니다."라고 설명했습니다.

우리 대부분은 불꽃놀이를 할 때 금속이 타는 것을 경험했거나 명절 축하 행사에서 폭죽을 가지고 놀았습니다. 그것들은 훌륭한 장난감이지만 미니 에너지원이기도 합니다. 이러한 철 및 금속 연소 공정을 확장하면 어떻게 될까요? 훨씬 더 큰 규모로 열과 에너지를 얻습니다. 이것이 ESA 과학자들이 달과 그 너머의 미래 탐사와 관련된 이유로 테스트하기를 원했던 것입니다.

철 연소 과정을 테스트하기 위해 기관은 무중력 항공기와 로켓 발사에 일련의 포물선 비행을 보냈습니다. 선내의 "오븐"에는 자유롭게 떠다니며 개별적으로 발화하는 철 가루가 포함되어 있었습니다. 이러한 불연속 연소는 여기 지구상에서는 드물지만, 그것의 물리학은 우주 기반 사용을 위해 연구할 가치가 있습니다. 이 아이디어는 달 기지와 같은 장소에서 개별 연소가 유용한 기술이 될 수 있는지 알아보는 것이었습니다. 그 과정에 대한 정신적 이미지를 얻으려면 나무 한 그루가 타는 산불을 생각해 보세요. 그리고 모든 것이 충분히 뜨거워지면 불이 이웃 나무로 옮겨갑니다.

고속 카메라는 항공기와 로켓에 탑재된 실험 장면을 포착했습니다. 그런 다음 이미지와 데이터는 과학자들이 다양한 환경에서 철을 연소하는 식물이 가능한지 이해하기 위해 사용하는 컴퓨터 모델에 입력되었습니다.

금속 연소 과정은 많은 사람들에게 거의 공상 과학 소설처럼 이상하게 보일 수 있습니다. 하지만 완전히 새로운 아이디어는 아닙니다. 전체 연구자 커뮤니티는 지속 가능한 에너지 생산을 위해 여기 지구상의 프로세스를 조사하고 있습니다. 그리고 이는 업계에 새로운 것이 아닙니다. 네덜란드의 Swinkels Family Brewery는 양조 공정을 화석 연료에서 보다 생태학적으로 지속 가능한 공정으로 전환하기 위해 몇 년 전에 철 연소를 채택했습니다.

우주에서는 아직 달에 식민지나 정거장이 없지만 ESA 과학자들은 달에도 지속 가능한 금속 연소 에너지 플랜트가 필요할 때를 보고 있습니다. 가능한 시나리오 중 하나는 태양 에너지를 사용하여 달 광물에서 알루미늄과 실리콘 분말을 생산하고 달 얼음에서 수소와 산소를 얻는 것입니다. 수소는 철분과 티타늄 함량이 높은 달 먼지를 변환하여 물과 철분을 생산하는 데 사용됩니다. 얼음에서 나오는 금속 분말과 산소는 로켓이나 지상 운송용 추진제로 바뀔 수 있으며, 물 부산물은 식수로 바뀔 수 있습니다.