Stesen angkasa China iaitu Tiangong telah menjadi tempat ujian bagi teknologi fotosintesis buatan yang revolusioner dan berpotensi mengubah penerokaan angkasa. Kru Shenzhou 17 baru-baru ini telah menunjukkan sistem yang meniru fotosintesis tumbuhan untuk menghasilkan oksigen yang boleh dihirup dan komponen bahan api roket daripada karbon dioksida dan air.
Pencapaian ini telah mencetuskan perbincangan sengit dalam komuniti teknologi, terutamanya mengenai implikasi yang lebih luas untuk pengeluaran bahan api mampan di angkasa dan di Bumi. Teknologi ini mewakili langkah penting ke arah menjadikan misi angkasa jangka panjang lebih berdikari.
Produk Fotosintesis Buatan:
- Output utama: Etilena (bahan api roket) + Oksigen
- Output alternatif dengan pemangkin berbeza:
- Metana (bahan api)
- Asid formik (bahan pengawet/antimikrob)
- Pembangunan teknologi: Bermula 2011, ujian angkasa lepas pertama 2024
 |
|---|
| Sebuah kapal angkasa canggih berlepas dari hangar, melambangkan masa depan penjelajahan angkasa lepas dan sara diri dalam persekitaran luar angkasa |
Mengapa Ini Penting Lebih Daripada Sekadar Perjalanan Angkasa
Respons komuniti mendedahkan pandangan yang menarik tentang kecekapan tenaga dan aplikasi praktikal. Ramai yang membuat perbandingan antara sistem buatan ini dengan proses biologi sedia ada, dengan menyatakan bahawa walaupun tumbuhan mempunyai kecekapan penukaran cahaya matahari yang sangat rendah berbanding panel solar, sistem berasaskan angkasa ini boleh menawarkan kelebihan unik untuk persekitaran gelung tertutup.
Perbincangan ini juga telah menyerlahkan perdebatan selari yang menarik tentang biofuel di Bumi. Beberapa ahli komuniti menunjukkan bahawa kita sudah menghasilkan etanol daripada jagung dan biodiesel daripada pelbagai tanaman, tetapi ini sering memerlukan subsidi dan boleh mempunyai faedah alam sekitar yang boleh dipersoalkan apabila mempertimbangkan kitaran pengeluaran penuh.
 |
|---|
| Starship SpaceX dilancarkan, melambangkan kemajuan dalam teknologi tenaga mampan dan penerokaan angkasa lepas |
Cabaran Teknikal dan Peluang
Sistem fotosintesis buatan menggunakan mangkin semikonduktor dan proses pemindahan elektron untuk menukar karbon dioksida dan air kepada etilena (komponen bahan api roket) dan oksigen. Apa yang menjadikan ini amat menarik ialah mangkin yang berbeza berpotensi menghasilkan metana atau asid formik sebaliknya, menawarkan fleksibiliti untuk pelbagai keperluan misi angkasa.
Pakar komuniti telah menyatakan bahawa pendekatan ini boleh menjadi jauh lebih cekap tenaga daripada kaedah semasa yang digunakan di International Space Station , di mana elektrolizer menggunakan sehingga satu perlima daripada jumlah keluaran kuasa stesen. Peningkatan kecekapan ini boleh menjadi penting untuk pangkalan bulan masa depan dan misi Mars di mana penjanaan kuasa adalah terhad.
Perbandingan Kecekapan Tenaga:
- Elektrolizer ISS : Menggunakan sehingga 20% daripada jumlah kuasa stesen
- Fotosintesis buatan China : Mendakwa keperluan tenaga yang jauh lebih rendah
- Panel solar berbanding biofuel jagung: Ladang solar menghasilkan ~30x lebih tenaga setiap hektar berbanding ladang jagung
 |
|---|
| Gambar close-up mata, melambangkan penelitian dan inovasi dalam teknologi pengeluaran tenaga termaju |
Aplikasi Masa Depan dan Rancangan Pangkalan Bulan
China merancang untuk menggunakan teknologi ini dalam pangkalan bulan yang dicadangkan berhampiran kutub selatan bulan, dijadualkan siap menjelang 2028. Keupayaan untuk menghasilkan bahan api dan oksigen secara tempatan akan mengurangkan kos dan kerumitan mengekalkan kehadiran bulan yang kekal secara dramatik.
Teknologi ini meniru proses fotosintesis semula jadi tumbuhan hijau melalui kaedah fizikal dan kimia tanpa kuasa, menggunakan sumber karbon dioksida dalam ruang terkurung atau atmosfera luar angkasa untuk menghasilkan oksigen dan bahan api berasaskan karbon.
Perbincangan komuniti mendedahkan kedua-dua keterujaan dan keraguan yang sihat tentang dakwaan tersebut. Ada yang menunjukkan bahawa ujian dalam mikrograviti tidak semestinya persekitaran yang paling relevan untuk kegunaan teknologi yang dimaksudkan, mencadangkan demonstrasi angkasa mungkin lebih tentang mempamerkan keupayaan daripada keperluan saintifik.
Garis Masa Pangkalan Bulan China:
- Sasaran siap: 2028
- Lokasi: Berhampiran kutub selatan bulan
- Perkongsian: Projek bersama dengan Russia
- Misi yang dirancang: 6 misi bulan dalam tempoh 10 tahun akan datang
- Sasaran bekalan nuklear Russia: 2035
Implikasi Lebih Luas untuk Pengeluaran Tenaga
Kejayaan eksperimen ini telah mencetuskan semula perdebatan tentang sistem pengeluaran bahan api buatan berbanding biologi. Walaupun tumbuhan kekal sebagai penukar cahaya matahari yang tidak cekap, ia menawarkan kelebihan sebagai sistem yang memasang sendiri yang boleh berfungsi dengan infrastruktur minimum. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi angkasa di mana setiap kilogram penting, sistem kejuruteraan yang memaksimumkan kecekapan setiap unit jisim lebih masuk akal.
Teknologi ini juga boleh mempunyai aplikasi terestrial, terutamanya dalam proses penangkapan dan penukaran karbon. Keupayaan untuk menukar CO2 atmosfera dengan cekap kepada bahan api berguna boleh memainkan peranan dalam menangani perubahan iklim sambil menghasilkan produk tenaga yang berharga.
Pasukan China telah membangunkan teknologi ini sejak 2011, tetapi butiran kekal terhad kerana penyelidikan tidak diterbitkan dalam jurnal yang dikaji rakan sebaya. Kekurangan ketelusan ini telah membawa kepada beberapa keraguan komuniti, walaupun demonstrasi angkasa yang berjaya menunjukkan teknologi tersebut mempunyai merit yang tulen.