Впервые на борту китайской космической станции «Тяньгун» космонавты выделили кислород и ракетное топливо с помощью искусственного фотосинтеза. Данная технология функционирует в обычных условиях окружающей среды и потребляет мало энергии, в отличие от других подобных разработок. Это достижение входит в серию экспериментов, направленных на обеспечение долгосрочных космических полетов Китая.
С ноября 2022 года космическая станция «Тяньгун» (что означает «небесный дворец») на низкой околоземной орбите (на высоте от 300 до 400 километров) проводит новаторские научные эксперименты. В её планах – серия исследований в областях физики, биомедицины и космической робототехники.
В рамках этих экспериментов исследуют поведение частично смешивающихся жидкостей в микрогравитации, применяют спектроскопию ближнего ультрафиолета для изучения туманностей и межзвездной среды, изучают влияние микрогравитации и космической радиации на эволюцию раковых клеток. Кроме того, проводят исследования поведения пламени и горения в условиях микрогравитации. Последнее исследование недавно провели совместно с Японией, оно включает первый эксперимент по зажиганию спички в космосе.
Эксперименты на борту «Тяньгун» рассчитаны не только на научные исследования, но и на поддержку длительных космических полетов, повышая автономность космонавтов. Так, экипаж станции недавно выращивал салат-латук и помидоры. Новейший эксперимент направлен на производство кислорода и ракетного топлива в ограниченном пространстве с помощью искусственного фотосинтеза.
Универсальное устройство с низким энергопотреблением
Доставка кислорода для космических путешествий очень дорогостоящая и сложная в организации. Для повышения независимости космонавтов Китай с 2015 года изучает искусственный фотосинтез в космосе. Информации о разработанном устройстве пока мало, но источники утверждают, что оно состоит из системы ящиков с полупроводниковыми катализаторами.
Экипаж миссии «Шэньчжоу-19», находящийся на борту станции, провел двенадцатый и последний эксперимент. Ученые преобразовывали углекислый газ и воду в кислород и этилен с помощью реакции фотосинтеза. Этилен, как углеводород, может быть использован в качестве ракетного топлива.
«Технология воспроизводит естественный процесс фотосинтеза растений при помощи физических и химических методик. При этом применяются запасы углекислого газа, находящиеся в закрытом объеме или внеземной атмосфере, для создания кислорода и топлив из углерода. — сообщает китайский общественный телеканал CCTV. Работа обеспечит техническую базу для человеческого выживания и освоения космоса. ».
Работающее при обычных температуре и давлении устройство отличается от привычных ему собратьев, нуждающихся в экстремальных условиях. Поэтому оно расходует значительно меньше энергии, чем электролитическая система получения кислорода на МКС, которая использует третью часть мощности станции для производства кислорода из воды.
Устройство обладает уникальностью в том, что способно производить разные соединения. Конструкция приспособлена для модернизации на орбите, позволяя изучать различные катализаторы и реакции. Изменяя катализаторы, можно получать разнообразные продукты реакции, среди которых этилен, метан (углеводород) и муравьиная кислота (предшественник для синтеза сахара, который также применяется в качестве консерванта или антибактериального средства).
Новый шаг в строительстве лунной базы Китая.
Разработка устройства — важный шаг на пути к достижению долгосрочных космических целей Китая. Возможность производства ресурсов для космонавтов в космосе — демонстрация ее потенциала. Устройство может использоваться на лунной базе, которую Китай планирует построить к 2035 году в районе Южного полюса Луны.
С помощью воды с лунной поверхности и углекислого газа, выделяемого при дыхании, космонавты могли бы производить кислород и топливо для полетов на Землю.
Китайское космическое управление в прошлом году заявило о планах использования роботов для создания мини-атомных реакторов для питания лунной базы. Страна также намерена построить Международную лунную исследовательскую станцию (ILRS), которая, вероятно, потребует большого числа людей. В то время как НАСА отстаёт от графика своих следующих миссий на Луну, Китай планирует отправку первых космонавтов туда к 2030 году.