Buzz
Công nghệ này có tiềm năng lớn trong việc đóng góp vào kế hoạch xây dựng căn cứ Mặt Trăng của Trung Quốc, giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào tài nguyên từ Trái Đất.
Phi hành gia trên trạm vũ trụ Thiên Cung của Trung Quốc đã tiến hành một thí nghiệm đột phá, lần đầu tiên sử dụng công nghệ 'quang hợp nhân tạo' để tạo ra oxy và nhiên liệu tên lửa trong không gian. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc tận dụng tài nguyên cho các nhiệm vụ không gian dài hạn và có thể đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng căn cứ Mặt Trăng của Trung Quốc trong tương lai.
Thí nghiệm này được thực hiện bởi phi hành đoàn tàu Thần Châu-19 trên trạm vũ trụ Thiên Cung, vốn đã ổn định trên quỹ đạo Trái Đất từ tháng 11/2022. Công nghệ quang hợp nhân tạo này sử dụng một thiết bị nhỏ gọn giống như ngăn kéo kết hợp với chất xúc tác bán dẫn để chuyển đổi carbon dioxide và nước thành oxy và các hợp chất có thể làm nhiên liệu tên lửa. Nguyên lý hoạt động của nó tương tự quá trình quang hợp ở thực vật, nhưng thay vì tạo glucose, nó sản sinh hydrocarbon ethylene, một loại nhiên liệu có thể sử dụng cho tên lửa.
Mặc dù chỉ đang trong giai đoạn thử nghiệm, công nghệ quang hợp nhân tạo đã mở ra tiềm năng lớn cho việc duy trì sự sống và tối ưu hóa tài nguyên trong không gian. Nếu được cải tiến và ứng dụng rộng rãi, công nghệ này không chỉ phục vụ các sứ mệnh không gian mà còn có thể mang lại lợi ích cho Trái Đất, như trong các hệ thống tái chế không khí khép kín hoặc sản xuất nhiên liệu sạch.
Các nhà khoa học cho rằng nếu thay đổi chất xúc tác, hệ thống này có thể tạo ra các hợp chất khác nhau, như khí methane (một loại nhiên liệu tên lửa phổ biến) hoặc axit formic (hợp chất có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và y tế, từ bảo quản thực phẩm đến kháng khuẩn và sản xuất đường).
Theo Đài Truyền hình Trung ương Trung Quốc (CCTV), công nghệ này mô phỏng quá trình quang hợp tự nhiên qua các phương pháp kỹ thuật, vật lý và hóa học, tận dụng nguồn carbon dioxide trong không gian hoặc môi trường ngoài Trái Đất để tạo ra oxy và nhiên liệu. Đây là bước tiến quan trọng giúp hỗ trợ sinh tồn và mở rộng khả năng khám phá vũ trụ của con người trong tương lai.
Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong không gian
Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) hiện đang áp dụng công nghệ điện phân để tách nước thành oxy và hydro, cung cấp dưỡng khí cho phi hành gia. Tuy nhiên, phương pháp này tiêu tốn một lượng lớn điện năng – một nghiên cứu năm 2023 chỉ ra rằng công nghệ điện phân chiếm khoảng một phần ba tổng công suất của ISS. So với phương pháp này, công nghệ quang hợp nhân tạo của Trung Quốc tiêu thụ ít năng lượng hơn rất nhiều nhưng vẫn đạt hiệu suất cao.
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc hiện chưa công bố đầy đủ chi tiết về công nghệ này, nhưng các thử nghiệm ban đầu cho thấy nó có tiềm năng lớn. Đây cũng là một trong những thí nghiệm quan trọng trên trạm Thiên Cung, tiếp nối các nghiên cứu trước đó về việc trồng rau diếp và cà chua, hay thậm chí thử nghiệm đốt diêm trong môi trường vi trọng lực.
Ứng dụng trong kế hoạch xây dựng căn cứ Mặt Trăng
Một trong những mục tiêu quan trọng nhất của công nghệ quang hợp nhân tạo là hỗ trợ xây dựng căn cứ Mặt Trăng của Trung Quốc. Theo kế hoạch, căn cứ này sẽ được xây dựng gần cực nam Mặt Trăng vào khoảng năm 2035. Nếu thành công, công nghệ này sẽ giúp các phi hành gia sản xuất oxy để thở và nhiên liệu tên lửa để quay về Trái Đất, giảm bớt lượng tài nguyên cần mang từ Trái Đất và tối ưu hóa việc khai thác tài nguyên sẵn có trên Mặt Trăng.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng Mặt Trăng có thể chứa nước dưới dạng băng ở các miệng hố gần cực nam. Nếu có thể khai thác và kết hợp với công nghệ quang hợp nhân tạo, việc tự cung cấp oxy và nhiên liệu cho các sứ mệnh dài hạn sẽ trở nên khả thi. Điều này cũng mở ra cơ hội cho các chuyến thám hiểm sâu hơn đến sao Hỏa hoặc các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời.
Bước tiến vượt bậc trong cuộc đua khám phá không gian
Trung Quốc hiện nay là một trong những quốc gia sở hữu chương trình vũ trụ đầy tham vọng nhất trên thế giới. Ngoài việc lên kế hoạch đưa con người lên Mặt Trăng vào năm 2030, Trung Quốc còn hợp tác với Nga trong việc phát triển một căn cứ chung trên Mặt Trăng, nơi dự kiến sẽ có một lò phản ứng hạt nhân thu nhỏ do robot xây dựng để cung cấp năng lượng.
NASA, trong khi đó, đang chuẩn bị cho sứ mệnh Artemis với mục tiêu đưa con người quay trở lại Mặt Trăng vào năm 2026. Tuy nhiên, những khó khăn về kỹ thuật và tài chính đã khiến kế hoạch này bị hoãn lại nhiều lần, tạo ra cơ hội để Trung Quốc có thể trở thành quốc gia đầu tiên thiết lập sự hiện diện bền vững của con người trên Mặt Trăng.
Đồng thời, Trung Quốc cũng đang phát triển một mẫu tên lửa tái sử dụng với kích thước lớn, có khả năng vận chuyển các vật liệu cần thiết cho việc xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng. Dự kiến, tên lửa này sẽ được phóng thử nghiệm lần đầu vào cuối năm nay.
