Китайские космонавты впервые получили кислород с помощью внеземного фотосинтеза
Китайские космонавты впервые сгенерировали кислород и ингредиенты для ракетного топлива во время научных экспериментов на орбитальной станции КНР «Тяньгун». Способность воспроизводить ключевые ресурсы для поддержания жизни стала важным шагом к длительному пребыванию человека в космосе и предстоящей высадке на Луну.
Экипаж «Шэньчжоу-19», работающий на борту космической станции «Тяньгун», провел первую в мире демонстрацию технологии искусственного фотосинтеза на околоземной орбите, об этом сообщили в Канцелярии программы пилотируемой космонавтики Китая (CMSA). Космонавты провели 12 научных экспериментов внутри устройства в форме ящика. В нем использовались полупроводниковые катализаторы для преобразования углекислого газа и воды в кислород. В результате также был получен этилен — углеводород, который можно использовать для производства ракетного топлива.
Исследования были направлены на разработку ряда технологий, которые будут необходимы для производства ресурсов и поддержания жизни человека во время длительных полетов в дальний космос. В том числе, речь идет о преобразовании углекислого газа при комнатной температуре, контроле потоков газа и жидкости в условиях микрогравитации и высокочувствительном обнаружении продуктов реакции в режиме реального времени. Система имитирует естественный процесс фотосинтеза зеленых растений с помощью физических и химических методов. Таким образом, запасы углекислого газа в замкнутых пространствах или внеземной атмосфере используются для производства кислорода и топлива на основе углерода.
Предыдущие подобные эксперименты, которые проводились на борту Международной космической станции (МКС), были сосредоточены на росте растений и понимании того, как микрогравитация влияет на естественный процесс фотосинтез. Для поддержания жизнедеятельности на орбитальном комплексе используется электролиз, который использует электричество от солнечных панелей станции для расщепления воды на водород и кислород и обеспечения астронавтов воздухом, пригодным для дыхания.
Однако этот процесс, несмотря на свою эффективность, является энергоемким и непрактичным для дальних полетов на Луну или Марс. По подсчетам европейских исследователей, для выработки кислорода на МКС расходуется примерно треть всей энергии, которая требуется для функционирования системы экологического контроля и поддержания жизнедеятельности космонавтов.
Китайские ученые начали изучать альтернативную идею «внеземного искусственного фотосинтеза» в 2015 году. В отличие от традиционных методов, новая технология эффективно работает при комнатной температуре и стандартном атмосферном давлении, значительно снижая потребление энергии. В зависимости от выбранного катализатора, систему можно видоизменять, чтобы получать не только кислород, но и другие соединения, включая метан или этилен для двигателей внутреннего сгорания.
Кроме того, в ходе экспериментов на станции «Тяньгун» космонавтам удалось собрать ценные данные о многофазных химических процессах «газ-жидкость-твердое тело» в условиях микрогравитации. Как отметили в CMSA, новая разработка позволит Китаю сделать прорыв в области космических технологий и будет иметь решающее значение для обеспечения долгосрочного пребывания человека на Луне, Марсе и других небесных телах.
Ранее на этой неделе экипаж «Шэньчжоу-19» совершил второй выход в открытый космос за свою шестимесячную экспедицию. В течение 8,5 часов, проведенных за бортом орбитального комплекса «Тяньгун», они выполнили ключевые задачи, установив на внешней стороне станции оборудование для защиты от космического мусора и осмотрев оборудование.
