دستاورد فضانوردان چینی: تولید سوخت موشک و اکسیژن در فضا با فتوسنتز مصنوعی

فضانوردان چینی به‌تازگی موفق شده‌اند با استفاده از نوع جدیدی از «فتوسنتز مصنوعی»، سوخت موشک و اکسیژن در فضا تولید کنند. این فناوری پیشرفته که از تجهیزات نسبتاً ساده و انرژی حداقلی استفاده کرده، ممکن است روزی در پایگاه آتی چین در ماه، که قرار است در عرض یک دهه تکمیل شود، مورد استفاده قرار گیرد.

آزمایش‌های جدید توسط اعضای خدمه «شنژو-۱۹» که در ایستگاه فضایی «تیان‌گونگ» چین (به معنای «قصر بهشتی» در زبان چینی) زندگی می‌کنند، انجام شد. این ایستگاه از نوامبر ۲۰۲۲ به‌طور کامل در مدار پایین زمین فعالیت می‌کند.

به نقل از لایوساینس، فناوری فتوسنتز مصنوعی که از سال ۲۰۱۵ درحال توسعه است، کربن دی‌اکسید و آب را با استفاده از یک دستگاه ساده شبیه به کشو و یک «کاتالیزگر نیمه‌رسانا»، به اکسیژن و مواد اولیه سوخت موشکی تبدیل می‌کند. این واکنش مشابه فتوسنتز در گیاهان است که به‌جای سوخت موشکی، گلوکز تولید می‌کند.

فضانوردان در آزمایش خود، هیدروکربن «اتیلن» را تولید کردند که می‌تواند به‌عنوان سوخت موشک استفاده شود. اما محققان معتقدند که با استفاده از کاتالیزگرهای مختلف در این واکنش، می‌توانند به‌جای اتیلن، «متان» و «اسید فرمیک» تولید کنند که علاوه‌بر کاربردشان به‌عنوان سوخت موشک، می‌توانند به‌عنوان نگهدارنده، عامل ضدباکتری یا پیش‌ساز تولید قندها مورد استفاده قرار گیرند.

محققان جزئیاتی درباره این فناوری فاش نکرده‌اند. بااین‌حال، به‌نظر می‌رسد که رویکرد ابداعی آن‌ها به انرژی بسیار کمتری نسبت به فناوری الکترولیز نیاز دارد که برای تولید اکسیژن از آب در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) استفاده می‌شود. بر اساس یک مطالعه در سال ۲۰۲۳، الکترولیز تا یک‌سوم از تولید برق ایستگاه فضایی را مصرف می‌کند.

آزمایش‌های جدید، آخرین مجموعه از آزمایش‌هایی هستند که در ایستگاه فضایی تیان‌گونگ انجام شده‌اند. آزمایش‌های قبلی شامل کشت کاهو و گوجه‌فرنگی و روشن کردن کبریت در فضا برای اولین‌بار بودند.

فناوری جدید چینی‌ها می‌تواند توسط فضانوردان در پایگاه قمری آتی چین مورد استفاده قرار گیرد. این ایستگاه فضایی قرار است تا سال ۲۰۳۵ در نزدیکی قطب جنوب ماه ساخته شود.

فناوری فتوسنتز مصنوعی احتمالاً به ساکنان ماه امکان می‌دهد تا هوای قابل تنفس و سوخت موشک برای پروازهای بازگشت به زمین را با استفاده از آبی که قبلاً در ماه وجود دارد، تولید کنند. بنابراین نیاز حمل این منابع به ماه ممکن است کاهش یابد و سفر به مریخ و سایر جهان‌ها نیز آسان‌تر شود.

چین برای ساخت پایگاه قمری خود برنامه‌ریزی کرده است که تا سال ۲۰۳۰ فضانوردان را روی سطح ماه قرار دهد. این درحالی است که مأموریت‌های سرنشین‌دار «آرتمیس» ناسا قرار است در سال ۲۰۲۶ انسان‌ها را به ماه بازگردانند؛ هرچند این مأموریت‌ها تاکنون چندین‌بار به تاخیر افتاده‌اند.

چین همچنین نوع جدیدی از موشک‌های غول‌پیکر چندبارمصرف را برای حمل مواد به پایگاه قمری خود ساخته که قرار است برای اولین بار در اواخر امسال پرتاب شود.