Chỉ với một thiết bị nhỏ gọn trong phòng thí nghiệm trên Thiên Cung thôi mà con người đã tiến thêm một bước dài trên hành trình biến không gian thành nơi mình có thể sống và khai phá lâu dài nè! Quá là xịn sò
Thật ra từ xưa tới giờ, câu hỏi làm sao để duy trì sự sống và di chuyển ngoài không gian vẫn luôn là bài toán khó nhằn lắm đó. Một chuyến đi vài tháng hay vài năm cần lượng oxy khổng lồ, chưa kể nguồn nhiên liệu để lái tàu vũ trụ nữa chứ.
Mà việc cứ ship oxy và nhiên liệu từ Trái Đất lên hoài thì vừa tốn kém vừa gây áp lực cho hạ tầng phóng quá trời. Nên bất cứ công nghệ nào giúp tạo ra oxy và nhiên liệu ngay trên trời đều được xem là chìa khóa vàng cho kỷ nguyên khám phá vũ trụ bền vững luôn!
Mới đây Trung Quốc vừa drop một tin cực hot nè! Trên trạm vũ trụ Thiên Cung, phi hành đoàn Thần Châu 19 đã vận hành thành công một hệ thống quang hợp nhân tạo xịn sò, có thể chuyển CO2 và nước thành oxy cùng ethylene. Đây là lần đầu tiên công nghệ này được test thành công ngoài không gian đó, mở ra cơ hội sản xuất oxy và nhiên liệu ngay trên quỹ đạo luôn, không cần phụ thuộc vào Trái Đất nữa
Theo info từ chương trình không gian có người lái của Trung Quốc, thiết bị này trông như một ngăn kéo nhỏ xinh, bên trong chứa các chất xúc tác bán dẫn. Khi bật lên, nó sẽ cosplay cơ chế quang hợp của cây cối, dùng ánh sáng để tách nước và biến CO2 thành oxy.
Điểm đánh gãy nhất là sản phẩm phụ tạo ra ethylene còn có thể xử lý tiếp thành nhiên liệu tên lửa, biến một thí nghiệm khoa học thành nền tảng cho các chuyến bay xa hơn trong tương lai nữa kìa!
Phần xịn nhất của công nghệ này là toàn bộ quy trình diễn ra ở nhiệt độ phòng và áp suất bình thường thôi. Trong lab hóa học thông thường, việc tổng hợp các phân tử hữu ích như ethylene thường phải cần nhiệt độ cao hoặc áp suất lớn lắm.
Vì thế việc làm được điều này trên trạm Thiên Cung không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn chứng minh được khả năng vận hành ổn định trong điều kiện vi trọng lực - một thách thức vốn được coi là rào cản lớn trong sản xuất ngoài không gian đấy!
CCTV mô tả công nghệ này như bản mô phỏng siêu chuẩn của quá trình quang hợp tự nhiên, nhưng được redesign bằng vật lý và hóa học để khai thác nguồn CO2 dồi dào trong cabin trạm vũ trụ.
Việc kiểm soát tốt quá trình này không chỉ cho phép sản xuất oxy mà còn tạo ra nhiều hợp chất hữu ích khác. Với chất xúc tác phù hợp, hệ thống có thể tạo ra mêtan hoặc axit fomic - những nguyên liệu quan trọng trong chế tạo nhiên liệu hoặc thậm chí các hợp chất đường đơn nữa đó!
Thành tựu này không phải xuất hiện lẻ loi đâu mà nằm trong chiến lược dài hạn của Trung Quốc về phát triển công nghệ hỗ trợ tuổi thọ quỹ đạo nè. Tháng 1 năm 2025, vệ tinh Shijian 25 đã thực hiện thành công thử nghiệm tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo, đặt nền móng cho khả năng bảo trì và vận hành vệ tinh dài hạn mà không cần đưa về Trái Đất.
Khi kết hợp với khả năng tạo nhiên liệu trực tiếp từ Thiên Cung, một hệ sinh thái không gian tự cung tự cấp đang dần hình thành rồi đó! Trong tương lai, trạm vũ trụ có thể đóng vai trò như một trạm xăng trên trời, sản xuất và phân phối nhiên liệu cho các vệ tinh hoặc tàu vũ trụ khác luôn
Nhìn rộng ra thì các quốc gia và tổ chức không gian đều đang chạy theo mô hình sản xuất tại chỗ cả. Trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), các phi hành gia đã dùng phương pháp điện phân để tạo oxy, tách nước thành hydro và oxy bằng điện từ tấm pin mặt trời.
Tuy nhiên hệ thống này ngốn tới 1/3 tổng năng lượng dành cho các thiết bị kiểm soát môi trường và hỗ trợ sự sống luôn á. Vì thế giải pháp quang hợp nhân tạo với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều được kỳ vọng sẽ game-changing cho các sứ mệnh dài ngày, đặc biệt là hành trình đến Mặt Trăng hoặc sao Hỏa
Xu hướng tự sản xuất trong không gian đang phát triển nhanh vãi luôn! Cơ quan Vũ trụ châu Âu gần đây đã in 3D thành công các bộ phận kim loại ngay trên ISS, cho phép sửa chữa hoặc chế tạo linh kiện mới mà không cần ship từ Trái Đất. Kết hợp với công nghệ của Thiên Cung, viễn cảnh một hệ sinh thái sản xuất toàn diện trong quỹ đạo không còn xa nữa rồi! ️
Trung Quốc đang target đưa người lên Mặt Trăng trước năm 2030, và những tiến bộ như quang hợp nhân tạo sẽ đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc đảm bảo nguồn cung oxy và nhiên liệu kéo dài suốt hành trình. Việc giải quyết được hai yếu tố tối quan trọng là không khí thở và nhiên liệu đẩy giúp tăng đáng kể tính bền vững của các sứ mệnh, đồng thời giảm chi phí phóng khi không cần mang theo quá nhiều đồ
Sự kiện thử nghiệm thành công trên trạm Thiên Cung vì thế không chỉ đơn thuần là một thí nghiệm khoa học mà còn là milestone mang tính chiến lược nữa. Nó đưa Trung Quốc tiến gần hơn tới khả năng xây dựng các cơ sở tự cung tự cấp trong không gian, từ trạm quỹ đạo, căn cứ Mặt Trăng cho đến các sứ mệnh sâu hơn trong hệ Mặt Trời. Trong bối cảnh cuộc đua không gian giữa các cường quốc đang nóng trở lại, mỗi bước tiến về công nghệ sản xuất tại chỗ đều tạo ra sự khác biệt đáng kể đấy!
Chỉ với một thiết bị nhỏ gọn trong phòng thí nghiệm của Thiên Cung thôi mà con người đã tiến thêm một bước dài trên con đường biến không gian thành nơi mà mình có thể sinh sống và khai thác lâu dài.
Nguồn: genk.vn