مقالة خاصة: المحطة الفضائية الصينية تحقق اختراقا في مجال التمثيل الضوئي الاصطناعي خارج كوكب الأرض

بكين 21 يناير 2025 (شينخوا) يعد تحقيق الاكتفاء الذاتي وتقليل الاعتماد على إمدادات موارد الأرض من بين التحديات الرئيسية التي تواجه الحفاظ على استدامة الحياة طويلة الأجل خارج الأرض.

ويعد استخدام الموارد الموجودة في الموقع، مثل الحطام الصخري على القمر أو ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للمريخ، لإنتاج الأكسجين والوقود إستراتيجية حاسمة لتحقيق الاستفادة من الموارد خارج كوكب الأرض وتقليل الاعتماد على موارد الأرض.

وفي هذا الصدد، أجرت المحطة الفضائية الصينية مؤخرا تجارب على تقنية التمثيل الضوئي الاصطناعي خارج كوكب الأرض، واستكملت التحقق في المدار من كفاءة عمليات تحويل ثاني أكسيد الكربون وتجديد الأكسجين.

وقالت وكالة الفضاء المأهول الصينية إن هذا الاختراق يمكن أن يكون أساسا تقنيا لبعثات استكشاف الفضاء السحيق المأهولة للبلاد في المستقبل.

ويعد التمثيل الضوئي الاصطناعي خارج كوكب الأرض عملية يتم فيها استخدام الطاقة الشمسية لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى أكسجين ومركبات تحتوي على الكربون من خلال طرق فيزيائية كيميائية في بيئات خارج كوكب الأرض. وتمكن هذه الطريقة المبتكرة، القائمة على استخدام الموارد الموجودة في الموقع، من تحويل ثاني أكسيد الكربون وتجديد الأكسجين بكفاءة.

وخلافا للطرق التقليدية لتقليل ثاني أكسيد الكربون في درجات الحرارة العالية والضغط العالي، تُنفذ هذه العملية في ظروف درجة الحرارة والضغط المحيطة.

كما تدعم العملية مسارات تحويل الطاقة المتعددة، مثل تحويل الطاقة الشمسية إلى كيميائية، وتحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية ثم إلى كيميائية، وتحويل الطاقة الشمسية إلى حرارية ثم إلى كيميائية، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة استخدام الطاقة.

وأضافت الوكالة أن منتجات العملية المذكورة قد تشمل مواد الميثان أو الإيثيلين، والتي يمكن استخدامها كوقود، وكذلك حمض الفورميك، وهو مادة خام رئيسية لتخليق السكر، مشيرة إلى أن هذه القدرة تحمل قيمة كبيرة للبقاء خارج الأرض على المدى الطويل واستخدام الموارد الموجودة في الموقع في المستقبل.

وأجرت المعدات التجريبية على متن المحطة الفضائية الصينية حتى الآن 12 تجربة في المدار، ونجحت في إنتاج كل من الأكسجين والإيثيلين.

هذا وأثبتت هذه التجارب صحة العديد من العمليات التكنولوجية الحاسمة، بما في ذلك تحويل ثاني أكسيد الكربون في درجة حرارة الغرفة، وحركة الغاز وفصله في تفاعلات المواد الصلبة والسائلة والغازية تحت الجاذبية الصغرى، والتحكم الدقيق في معدلات تدفق الغاز والسائل في الفضاء.

وسلطت الوكالة الضوء على أنها حصلت على ثروة من البيانات التجريبية حول عمليات التفاعل الفيزيائي الكيميائي متعدد المراحل في ظل ظروف الجاذبية الصغرى، ما يوفر رؤى قيمة لتطوير أساليب جديدة لاستخدام الموارد خارج كوكب الأرض في الموقع.