Az űr annyiból még nehezebb ügy, hogy még a belélegezhető levegőről és az üzemanyagról is magunknak kell gondoskodni az egyéb, élethez szükséges hozzávalókon (víz, táplálék) kívül. A problémára megoldást jelenthet a szükséges anyagok menet közben, szükség szerinti mennyiségben való előállítása, hiszen ez jelentősen lecsökkentheti az űrbe juttatandó teher mennyiségét, és ezzel a küldetés költségeit is. Arról nem is beszélve, hogy hosszabb távú mélyűri küldetéseknél egy bizonyos pont után nem is lesz más megoldás, hiszen nincs az az űrjármű, ami annyi utánpótlást tudna szállítani, amire szükség lenne az út során.
Az egyik lehetőséget a probléma orvoslására a fotoszintézis lemásolása jelentheti, ezért a szakértők évtizedek óta dolgoznak különféle módszereken, amelyekkel a napfény energiáját kémiai energiává és oxigénné alakíthatják át. Ezen munkálkodnak a Caltech kutatói is, akik nemrégiben elsőként hajtottak végre a Földön fotoelektrokémiai kísérleteket a mélyűrre jellemző mikrogravitációs körülmények között.
A Nemzetközi Űrállomáson (ISS) jelenleg is működnek olyan rendszerek, amelyek vizet bontva hidrogént és belélegezhető oxigént, illetve a kilélegzett szén-dioxid felhasználásával metánt és vizet állítanak elő. Ezek a rendszerek azonban meglehetősen alacsony hatásfokkal üzemelnek, és bár a Földhöz közel keringő, rendszeresen utánpótlást kapó űrállomásra megfelelnek, már egy holdi vagy marsi küldetéshez sem lesznek elegendőek, távolabbi célpontok esetén pedig szóba sem jöhetnek.
Katharina Brinkert és kollégái ezért egy jobb hatásfokú rendszeren dolgoznak, amelyet a brémai ejtőtoronyban tesztelnek. A szakértő és társai fényenergiával működő, üzemanyagot termelő kémiai reakciókkal kísérleteznek, amelyeket ráadásul úgy kell megtervezniük, hogy 9,3 másodperc alatt, ameddig szabadesik egy, a torony tetejéről leejtett objektum, valamilyen mérhető eredményt tudjanak felmutatni. Brinkert kezdetben abban sem volt biztos, hogy ez egyáltalán lehetséges, hiszen az elektrokémia önmagában sem egyszerű terület, és jelen esetben a reakciókat egy nagyon szűk időkeretbe kell bezsúfolni. A kísérletek azonban végül eredményesek voltak, és a csapatnak máris sikerült hidrogéngázt, egy értékes üzemanyagforrást előállítani egy vízalapú savas oldatból.
A kutatás során ráadásul az ISS vízbontójának egyik rendszeresen előforduló problémájára is megoldást találtak. A mikrogravitációban működő reakciók közben a formálódó gázbuborékok hajlamosak a sima felületekre, elsősorban is az elektródákra tapadni, ahelyett, hogy felemelkednének a folyadék felszínére, ami nagyban rontja a folyamat hatásfokát. Brinkert és csapata rájött, hogy ez a gond nagyon könnyen orvosolható: ha az elektródák felülete rücskös kialakítású, a buborékok sokkal kevésbé tudnak összegyűlni ezeken.
Bár ez utóbbi eredmény akár már a következő ISS-re irányuló fuvar után hasznosítható lehet, Brinkert hangsúlyozza, hogy a kísérletek java egyelőre alapkutatás a folyamatok jobb megismerése érdekében. Ha a reakciókat és azok különféle változatait sikerült feltérképezni, utána következik majd az a lépés, hogy a mérnökökkel összefogva nekilátnak megtervezni, milyen rendszerű készülékkel lehet a legjobban napfény segítségével vízből oxigént és hidrogént előállítani mikrogravitációs környezetben.
