Čínští vědci dosáhli významného průlomu v technologii umělé fotosyntézy na vesmírné stanici Tiangong. V sérii experimentů se jim podařilo přeměnit oxid uhličitý a vodu na kyslík a další cenné sloučeniny, čímž otevřeli nové možnosti pro dlouhodobý pobyt člověka ve vesmíru.
Experiment byl proveden 18. ledna 2025 uvnitř modulu Mengtian čínské vesmírné stanice. Vědci využili technologii, která napodobuje přirozený proces fotosyntézy rostlin, ale namísto biologických procesů používá vyspělé fyzikální a chemické metody.
Čínská vesmírná stanice slaví úspěchy. Foto: WikiMedia Commons
Klíčem k celému procesu je polovodičový katalyzátor, který absorbuje sluneční záření a pomáhá rozkládat CO2 a vodu. Na rozdíl od tradičních metod redukce CO2, které vyžadují vysoké teploty a tlak, funguje tento systém za běžné teploty a atmosférického tlaku, což výrazně snižuje energetickou náročnost celého procesu.
„Tato technologie napodobuje přirozený proces fotosyntézy zelených rostlin pomocí upravených fyzikálních a chemických metod, přičemž využívá zdroje oxidu uhličitého v uzavřených prostorech nebo mimozemských atmosférách k výrobě kyslíku a uhlíkatých paliv,“ uvedla státní televize CCTV.
Systém může produkovat i palivo pro vesmírné lodě
Systém je pozoruhodně flexibilní – změnou katalyzátoru lze proces optimalizovat pro výrobu různých produktů. Kromě životně důležitého kyslíku může produkovat metan nebo ethylen použitelný jako palivo pro kosmické lodě, případně kyselinu mravenčí, která slouží jako prekurzor pro syntézu cukrů. To bude klíčové pro zajištění dlouhodobé soběstačnosti astronautů během náročných misí.
Současná Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) spoléhá především na elektrolýzu, která využívá elektřinu ze solárních panelů k rozkladu vody na vodík a kyslík. Tento proces je však energeticky velmi náročný – podle expertky na katalýzu Kathariny Brinkert z Univerzity v Brémách spotřebuje výroba kyslíku na ISS asi třetinu celkové energie potřebné k provozu systému podpory života. Pro dlouhodobé mise na Měsíc nebo Mars by takový přístup nebyl praktický.
Čínští výzkumníci začali studovat koncept mimozemské umělé fotosyntézy v roce 2015. Během dvanácti experimentů na Tiangongu se jim podařilo nejen úspěšně vyrobit kyslík a ethylen, ale také získat cenná data o fyzikálně-chemických procesech v podmínkách mikrogravitace. Zařízení je navíc navrženo tak, aby mohlo být upgradováno přímo na oběžné dráze, což umožňuje testování různých katalyzátorů a reakcí.
Podobné technologie zkoumají i další vesmírné agentury. Například NASA testuje na Marsu experiment MOXIE, který se zaměřuje na přeměnu marsovské atmosféry bohaté na CO2 na kyslík – což bude klíčové pro budoucí mise s lidskou posádkou na rudou planetu.
