
Przełom w chińskim programie kosmicznym – sztuczna fotosynteza na orbicie
Chińscy inżynierowie dokonali przełomu w technologii sztucznej fotosyntezy, przeprowadzając udany eksperyment na pokładzie stacji kosmicznej Tiangong. Osiągnięcie to otwiera nowy rozdział w eksploracji kosmosu, umożliwiając w przyszłości długoterminowe misje załogowe na Księżyc, Marsa i dalej, dzięki możliwości pozyskiwania tlenu i paliwa w przestrzeni kosmicznej.
Podczas misji Shenzhou-19, astronauci po raz pierwszy zademonstrowali technologię sztucznej fotosyntezy w warunkach mikrograwitacji. Eksperyment polegał na wykorzystaniu półprzewodnikowych katalizatorów do przekształcenia wody i dwutlenku węgla w tlen oraz etylen – ważny składnik paliwa rakietowego.
Technologia ta naśladuje naturalny proces fotosyntezy roślin, jednak wykorzystuje do tego metody inżynieryjne oparte na procesach fizycznych i chemicznych.
Chińska państwowa telewizja CCTV w programie wyemitowanym 19 stycznia podkreśliła, że sztuczna fotosynteza pozwala na wykorzystanie zasobów dwutlenku węgla w zamkniętych przestrzeniach kosmicznych lub atmosferach pozaziemskich. Może to zrewolucjonizować sposób pozyskiwania tlenu i paliwa na przyszłe misje międzyplanetarne.
Zobacz jak wygląda modułowa stacja kosmiczna Tiangong: Chiny opublikowały pierwsze zdjęcia całej stacji kosmicznej Tiangong
Eksperyment ma ogromne znaczenie dla eksploracji kosmosu. Badania koncentrowały się na kilku aspektach technologicznych: konwersji dwutlenku węgla w temperaturze pokojowej, precyzyjnym zarządzaniu przepływem gazów i cieczy w warunkach mikrograwitacji oraz monitorowaniu reakcji w czasie rzeczywistym.
Chińska Agencja Załogowych Lotów Kosmicznych (CMSA) wskazała, że technologia ta może stać się podstawą przyszłych misji załogowych w głęboką przestrzeń kosmiczną. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod, takich jak elektroliza stosowana na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), nowa technologia jest bardziej efektywna energetycznie, co czyni ją praktycznym rozwiązaniem dla misji długoterminowych.
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna polega głównie na elektrolizie, która wykorzystuje energię słoneczną do rozszczepiania wody na wodór i tlen. Proces ten jest jednak energochłonny i mniej wydajny w perspektywie długich podróży międzyplanetarnych. Chińska metoda sztucznej fotosyntezy działa w standardowych warunkach temperatury i ciśnienia, nie wymagając wysokiej temperatury czy ekstremalnych ciśnień, co czyni ją znacznie bardziej praktycznym rozwiązaniem.
Ponadto, nową technologię można modyfikować do produkcji różnych związków, takich jak kwas mrówkowy – prekursor do syntezy cukru, metan lub etylen – paliwa dla przyszłych misji kosmicznych. Tym samym Chiny zwiększają swoją niezależność od zasobów ziemskich i umożliwiają autonomiczne funkcjonowanie załóg w przestrzeni kosmicznej.
Czytaj więcej: ESA z partnerami tworzy cyfrowego bliźniaka Ziemi
Stacja kosmiczna Tiangong ma stać się głównym centrum badań kosmicznych w nadchodzących dekadach, zwłaszcza że Międzynarodowa Stacja Kosmiczna zbliża się do końca swojego cyklu operacyjnego. Chiny rozwijają również plan budowy bazy księżycowej we współpracy z Rosją w ramach projektu Międzynarodowej Stacji Badawczej Księżyca (ILRS).
Plany obejmują ukończenie pierwszej fazy bazy księżycowej do 2035 roku, a do 2050 roku powstanie rozbudowana sieć eksploracyjna obejmująca stacje na powierzchni Księżyca i w jego orbicie. W ramach przygotowań Chiny pracują nad produkcją „księżycowych cegieł” – materiałów budowlanych na bazie regolitu księżycowego.
Co więcej, Chiny rozwijają również program badania Marsa, planując pierwszą misję transportu próbek z Czerwonej Planety na Ziemię już w 2028 roku, dwa lata przed harmonogramem NASA i ESA. W ramach misji Tianwen-3 przewidziano dwa starty rakietowe, które umożliwią pobranie i powrót materiału marsjańskiego na Ziemię.
Eksploracja przestrzeni kosmicznej przez Chiny wykracza poza Księżyc i Marsa, obejmując badania nad mechaniką kwantową, pochodzeniem Wszechświata, poszukiwaniem planet nadających się do zamieszkania oraz potencjalnym życiem pozaziemskim. Wykorzystanie sztucznej fotosyntezy w przestrzeni kosmicznej stanowi jeden z milowych kroków w kierunku osiągnięcia tych ambitnych celów.
Opracowanie i skuteczne przetestowanie sztucznej fotosyntezy na orbicie jest na pewno przełomem, który może radykalnie zmienić sposób eksploracji kosmosu. Przyszłe misje mogą stać się bardziej niezależne od dostaw z Ziemi, co jest istotnym elementem dla długoterminowych misji na Księżyc, Marsa i dalsze zakątki układu słonecznego.
Trzeba jasno powiedzieć, że Chiny, konsekwentnie rozwijając swoje zdolności kosmiczne, dążą do pozycji lidera w eksploracji przestrzeni kosmicznej. Ostatnie osiągnięcia dowodzą, że ich program kosmiczny jest coraz bardziej zaawansowany i gotowy na kolejne wielkie wyzwania w nadchodzących dekadach.