Čína ve vesmíru vyrábí kyslík pomocí „umělé fotosyntézy“, chystá měsíční základnu, obří rakety i solární pole

Astronauti na palubě čínské vesmírné stanice „Nebeský palác“ předvedli nový způsob výroby raketového paliva a dýchatelného kyslíku napodobením chemické reakce v rostlinách. Tato technologie by mohla být použita na plánované čínské základně na Měsíci. Průlomová technologie, která využívá poměrně základní vybavení a minimální množství energie, by mohla být jednoho dne použita na navrhované čínské základně na Měsíci, která má být dokončena do deseti let.

Nové experimenty provedli členové posádky Shenzhou-19 pobývající na palubě čínské vesmírné stanice Tiangong (což v čínštině znamená „Nebeský palác“), která je od listopadu 2022 plně funkční na nízké oběžné dráze Země.

Technologie umělé fotosyntézy

Technologie se vyvíjí od roku 2015. Přeměňuje oxid uhličitý a vodu na kyslík a složky raketového paliva pomocí jednoduchého „šuplíkového“ zařízení a „polovodičového katalyzátoru“. Zprávu o tom přinesl Interesting Engineering. Jedná se o podobnou reakci jako je fotosyntéza v rostlinách, při které vzniká glukóza. V tomto případě astronauti vytvořili uhlovodík etylen, který lze použít jako raketové palivo. Vědci se však domnívají, že použitím různých katalyzátorů v reakci by mohli rovněž produkovat metan, který by mohl být také použit jako palivo, nebo kyselinu mravenčí, kterou lze použít jako konzervační prostředek, antibakteriální činidlo nebo prekurzor při výrobě cukrů, uvedl Interesting Engineering.

„Tato technologie napodobuje přirozený proces fotosyntézy zelených rostlin pomocí inženýrských fyzikálních a chemických metod, využívajících zdroje oxidu uhličitého ve stísněných prostorech nebo v mimozemských atmosférách k výrobě kyslíku a paliv na bázi uhlíku,“ uvedla čínská státní televize CCTV 19. ledna. „Očekává se, že práce poskytne kritickou technickou podporu pro přežití lidstva a průzkum vesmíru.“

Výzkumníci neodhalili podrobnosti o této technologii. Údajně však vyžaduje mnohem méně energie než technologie elektrolýzy používaná k výrobě kyslíku z vody na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), uvedl South China Morning Post. (Elektrolýza využívá až třetinu výkonu ISS, podle studie z roku 2023.)

Nové testy jsou posledním z několika experimentů provedených na palubě Tiangongu. Předchozí experimenty zahrnovaly pěstování salátu a rajčat a první zapálení zápalky ve vesmíru.

Čína si klade za cíl vyslat lidi na Měsíc do roku 2030 a do roku 2035 vybudovat lunární základnu

Nová technologie by mohla být potenciálně použita astronauty na navrhované čínské lunární základně, která má být postavena poblíž jižního pólu Měsíce do roku 2035. To by umožnilo lunárním kolonizátorům vytvořit dýchatelný vzduch a raketové palivo pro zpáteční lety na Zemi, potenciálně s využitím vody, která již na Měsíci prokazatelně je. To by ušetřilo nutnost brát tyto zdroje s sebou ze Země na Měsíc a mohlo by to také usnadnit cestování na Mars a další světy.

V březnu 2024 Čínský národní vesmírný úřad také oznámil, že agentura použije roboty k vybudování miniaturního jaderného reaktoru, který bude základnu napájet. Tento plán byl předložen společně s Ruskem, které doufá, že se o část základny podělí s Čínou a pomůže s výstavbou.

Aby Čína mohla základnu postavit, plánuje do roku 2030 vyslat astronauty na měsíční povrch. Stalo se tak poté, co jsou naplánovány mise NASA Artemis s posádkou, které mají vrátit lidi na Měsíc v roce 2026. Mise Artemis se však neustále zpožďují.

Obří rakety a solární pole

Čína také vyvinula nový typ obří opakovaně použitelné rakety pro přepravu potřebného materiálu pro základnu, jejíž start je naplánován na konec roku 2025. Oznámila plány na vybudování obří vesmírné solární elektrárny, která bude vynesena na oběžnou dráhu kousek po kousku pomocí těchto nových těžkých raket.

Solární pole má být obrovské, 1 kilometr široké, a má vysílat nepřetržitě energii zpět na Zemi prostřednictvím mikrovln.

Tři soutěsky ve vesmíru – ropa na Zemi

Projekt byl nazván „další přehrada Tři soutěsky nad Zemí“. Nový projekt by podle vedoucího vědce Long Lehao, hlavního konstruktéra čínských raket nazvaných Dlouhý pochod, měl být stejně významný jako přesun přehrady Tři soutěsky na geostacionární oběžnou dráhu ve výšce 36 000 km nad Zemí.

„Je to neuvěřitelný projekt, na který se můžeme těšit,“ dodal Long během říjnové přednášky pořádané Čínskou akademií věd (CAS), jak informoval South China Morning Post. „Energie shromážděná za jeden rok by se rovnala celkovému množství energie ropy, které může být vytěženo ze Země.“

Navzdory nedávným pokrokům v levnosti a účinnosti solární energie se tato technologie na Zemi stále potýká s některými zásadními omezeními – oblačnost a atmosféra absorbuje sluneční záření dříve, než dopadne na zem. Sluneční světlo nad touto atmosférou je 10× intenzivnější než na zemském povrchu.

Hned, jak bude hotov Dlouhý pochod

Vybudování patřičně obřího pole však vyžaduje mnoho raketových startů, většina dosavadních návrhů se nerealizovala. Long a jeho tým pracují na vývoji opakovaně použitelné těžké nosné rakety Dlouhý pochod-9 (CZ-9), která bude mít nosnost nejméně 136 metrických tun.

Čína není jedinou zemí, která pokukuje po plánech na solární satelitní pole. Americké společnosti Lockheed Martin a Northrop Grumman, Evropská kosmická agentura a japonská vesmírná agentura JAXA také zkoumají tuto technologii, přičemž druhá jmenovaná naplánovala vypuštění malé družice pro ověření konceptu na letošní rok, aby posoudila její proveditelnost. (O solární elektrárně ve vesmíru jsme psali např. zde: Kosmické elektrárny | 3 pól - Magazín plný pozitivní energie)

Zdroje:

Chinese astronauts make rocket fuel and oxygen in space using 1st-of-its-kind 'artificial photosynthesis' | Live Science

Čína plánuje postavit ve vesmíru obrovské solární pole – a mohlo by to za rok shromáždit více energie než „všechna ropa na Zemi“ | Živá věda