Когда люди мечтают углубиться в космос, возникает огромный логистический вопрос: как заставить всех дышать и двигаться без постоянных доставок с Земли?

На борту китайской космической станции Тяньгун (название переводится как Небесный дворец ), учёные лишь предложили отбор ответа. В недавней демонстрации китайские астронавты успешно эксплуатировали систему, производящую кислород и ракетное топливо на орбите, имитируя естественный процесс фотосинтеза.

Превращение углерода в кислород и топливо

Экипаж «Шэньчжоу-19» проводил эксперименты с использованием искусственного фотосинтеза — технологии, которая определяет, как растения превращают углекислый газ и воду в кислород и глюкозу. Это удивительно надёжная технология.

Астронавты использовали специализированное устройство в форме ящика, оснащённое полупроводниковыми катализаторами. Внутри этой компактной лаборатории они превращали углекислый газ и воду в кислород и этилен. Второй побочный продукт — это очень важно; Этилен можно переработать в ракетное топливо. Хотя китайские исследователи начали изучать искусственный фотосинтез внеземных планет ещё в 2015 году, его работа на орбите — важная веха.

Система работала при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Это важное улучшение, поскольку оно снижает огромные энергетические потребления, обычно связанные с синтезом химических веществ при высоких температурах или высоком давлении. Согласно программе China Manned Space, этот процесс также демонстрировал точное управление потоками газа и жидкостей в условиях микрогравитации — чрезвычайно сложная задача, необходимая для будущего космического производства.

«Эта технология имитирует естественный процесс фотосинтеза зелёных растений с помощью инженерных физических и химических методов, используя ресурсы углекислого газа в ограниченных пространствах или внеземных атмосферах для производства топлива на основе кислорода и углерода», — объясняет доклад китайского государственного телеканала CCTV.

Изменяя катализатор, исследователи могут производить другие ценные соединения, такие как метан или муравьиная кислота, которые могут служить прекурсорами топлива или даже сахаров.

Эта возможность соответствует более широкой стратегии Китая по орбитальной долговечности; в январе 2025 года запуск спутника Shijian-25 испытал новые технологии дозаправки на орбите, создав потенциальную будущую экосистему, где Tiangong производит топливо, которое распределяют такие спутники, как Shijian-25.

Почему это важно

Космические агентства по всему миру давно ищут способы поддерживать астронавтов в миссиях в глубокий космос. В настоящее время Международная космическая станция (МКС) использует электролиз, который использует электричество от солнечных панелей для расщепления воды на водород и кислород. Хотя метод эффективен, он потребляет значительное количество энергии. МКС использует треть энергии, зарезервированной для систем контроля окружающей среды и жизнеобеспечения, для выработки кислорода. Для сравнения, система искусственного фотосинтеза, испытанная на Тяньгун, требует значительно меньше энергии, что делает её лучше приспособленной для дальних миссий.

Это совпадает с глобальным переходом к «производству на месте». Мы отходим от эпохи, когда нужно запускать каждую запасную деталь и глоток воздуха с Земли. Например, Европейское космическое агентство впервые успешно напечатало металлические детали на МКС в начале этого года.

Китай интегрирует эту философию в более широкую стратегию по орбитальной долговечности. В январе 2025 года спутник Шицзянь-25 испытал технологии дозаправки на орбите. Если объединить это с новой возможностью Тяньгуна производить топливные компоненты, вы начинаете видеть будущую экосистему, где станция будет служить заправкой для спутников.

С запланированной пилотируемой посадкой на Луну до 2030 года, Китай заявляет о себе статус лидера в области устойчивых космических технологий. Решив две главные задачи космических путешествий (дышащий воздух и двигатель), звёзды внезапно стали немного ближе, и всё это благодаря скромному устройству на борту космической станции, вращающейся вокруг Земли.

Эта статья была впервые опубликована 25 января 2025 года и была перередактирована с добавлением дополнительной, последующей информации.