Проблема забезпечення екіпажів киснем і паливом під час тривалих польотів поза межами Землі знову опинилася у центрі уваги після випробувань, проведених на орбітальному комплексі Тяньгун, назва якого означає Небесний палац. Зусиллям китайських фахівців вдалося перевірити технологію, що відтворює ключові властивості природного фотосинтезу.
Під час місії Шеньчжоу-19 її учасники реалізували експеримент, який дав змогу отримувати кисень і ракетний компонент безпосередньо в умовах орбіти. Задіяна установка повторювала основний принцип роботи рослин, коли вода та вуглекислий газ перетворюються на газоподібний кисень. Самі астронавти працювали з обладнанням, виконаним у вигляді висувної шухляди, де були встановлені напівпровідникові каталізатори.
У компактному модулі екіпажу вдалося поєднати воду з вуглекислим газом, унаслідок чого з’являлися кисень та етилен. Остання речовина може бути основою для виробництва ракетного палива. Хоча дослідження позаземного штучного фотосинтезу в Китаї розпочали ще у 2015 році, робота пристрою в космосі стала важливою віхою й була вперше засвідчена на орбіті.
Процес відбувався за нормальної температури та під тиском, подібним до земного. Саме такі умови, за даними Китайської програми пілотованої космонавтики, дали змогу істотно скоротити енергоспоживання, яке традиційно зростає під час синтезу за високих тиску або температури. Водночас було продемонстровано контроль за рухом газів і рідин у мікрогравітаційному середовищі, а це є складною частиною організації виробничих процесів у космосі.
«Ця технологія імітує природний процес фотосинтезу зелених рослин через інженерні фізичні та хімічні методи, використовуючи ресурси вуглекислого газу в обмежених просторах або позаземних атмосферах для виробництва кисню та вуглецевого палива», пояснили в репортажі китайського державного телеканалу CCTV.
За зміни каталізаторів система може синтезувати метан чи мурашину кислоту, які, як і етилен, здатні служити основою для формування палива або окремих типів органічних сполук. Такий підхід вписується у довгострокову стратегію країни, що передбачає використання орбіти як середовища для автономних процесів.
Запуск супутника Шицзянь-25 у січні 2025 року дав змогу оцінити технології дозаправки в космосі, і це підсилює концепцію, за якою Тяньгун може виступати платформою для виробництва пального, а орбітальні апарати на кшталт Шицзянь-25 – поширювати його далі. Потреба у таких рішеннях зростає, адже в різних країнах триває пошук способів підтримки екіпажів під час віддалених експедицій.
У цей час Міжнародна космічна станція застосовує електроліз, що розділяє воду на кисень і водень за допомогою електроенергії сонячних панелей. Такий метод вважається надійним, проте він потребує значної частки енергоресурсів, і приблизно третина потужностей МКС, виділених на життєзабезпечення та контроль середовища, припадає саме на створення кисню. На відміну від цього, система штучного фотосинтезу на Тяньгуні вимагає меншого енергоспоживання й тому краще підходить для тривалих місій.
У міру того як людство рухається до моделей, що передбачають виробництво ресурсів безпосередньо на місці, зменшується потреба доставляти на орбіту запасні елементи та життєво необхідні речовини. У цьому контексті новий китайський підхід доповнює глобальні тенденції, подібні до технологій Європейського космічного агентства, яке раніше цього року вперше надрукувало металеві деталі на МКС.
Китай пов’язує такі практики з планами збільшення присутності на орбіті. Після того як Шицзянь-25 у січні 2025 року продемонстрував можливість дозаправки, а Тяньгун отримав спосіб виробляти елементи палива, почала вимальовуватися система, де космічна станція виконує роль орбітального хабу для забезпечення супутників. Вибудовуючи стратегію, країна також розглядає варіант висадки астронавтів на Місяці до 2030 року.
Таким чином, технології, перевірені на борту станції, покликані закріпити позиції країни в напрямі сталих космічних рішень. Оскільки генерація кисню та паливних компонентів залишається базовим завданням для далеких польотів, успішне використання компактної установки на Тяньгуні робить реалізацію цих планів більш досяжною.
Залишити коментар