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中国の宇宙飛行士が宇宙でロケット燃料と酸素を生成

274日前原文(livescience.com)

概要

  • 中国の宇宙飛行士 が Tiangong宇宙ステーション で人工光合成技術を用い、 酸素とロケット燃料 を生成
  • 水と二酸化炭素 から資源を作る新技術が、将来の 月面基地建設 に活用される見込み
  • 低エネルギー消費 と簡易な装置による実験成功
  • 既存のISSの電気分解法 よりも効率的と報告
  • 月や火星探査、 持続可能な宇宙活動 への貢献が期待

中国宇宙ステーションでの人工光合成技術の開発

  • Tiangong宇宙ステーション での人工光合成技術実験
  • Shenzhou-19クルー による水と二酸化炭素からの酸素・エチレン生成
  • 植物の光合成 を模倣した化学反応の応用
  • 半導体触媒 と「引き出し型」装置による低エネルギー運用
  • エチレン はロケット燃料として利用可能
    • 触媒を変えることで メタン や ギ酸 など、他の資源生成も可能
  • 閉鎖空間や異星の大気 で酸素と燃料を作る技術
  • 中国国営テレビCCTV による技術説明
  • 人類の宇宙生存・探査 に不可欠な基盤技術

ISSとの比較と今後の展望

  • 国際宇宙ステーション（ISS） の電気分解法よりも 省エネルギー
  • ISSでは酸素生成に 総電力の3分の1 を消費
  • Tiangong ではより効率的な資源循環システムの実現
  • 野菜栽培 や 宇宙空間でのマッチ点火 など、他の実験も実施

月面基地計画と技術応用

  • 2030年までに有人月面着陸、2035年までに月面基地建設 を目指す中国
  • 月の南極付近 に基地建設予定
  • 月面での 呼吸可能な空気 と ロケット燃料 の現地生産
  • 月の水資源 を活用し、地球からの資源持ち込みを削減
  • 火星や他惑星探査 への足掛かり
  • 中国国家航天局（CNSA） とロシアによる 小型原子炉建設計画
  • 新型再利用ロケット による大型資材輸送
  • NASAのArtemis計画 の進捗と比較

今後の宇宙探査技術の展望

  • 人工光合成技術 の進化による 宇宙生活の自立化
  • 資源の現地調達 と持続可能な探査活動
  • 国際協力 と競争のなかでの技術革新
  • 宇宙農業やエネルギー生産 の新たな可能性
  • 将来的な火星移住や深宇宙探査 への技術的基盤

Hackerたちの意見

これは1月の話だけど、過去7ヶ月で何か進展あった？この記事にはほとんど具体的な情報がなくて、推測ばっかりだよね。

└

どうやら2015年から生産されてたみたい。なんで今まで聞かなかったんだろう？

誰かがそう思ってたらあれだけど、これで永遠に宇宙旅行できるわけじゃないよ。ロケットは力を生み出すために粒子を排出しないといけないし、1kgの燃料を排出するには、何らかの形で1kmの質量を失わなきゃならない。解決策は、ロケット燃料を排出せずに推力を生み出す方法を見つけることだね。

└

宇宙を「泳ぐ」ことってできるのかな？宇宙から粒子を集めてエネルギーを加えて、後ろに排出して推力を生み出すっていうのはどう？

└

もしかしたら、体がなくても旅行できるかも。ラブクラフト的なアストラルトラベルみたいに。物質をそのまま運ぶことはできないけど、他のことにはうまくいくかもしれないね。

これは植物の光合成と似た反応で、ロケット燃料の代わりにグルコースを生成するんだ。ちょっと馬鹿げてるけど、じゃあなんで植物をバイオエンジニアリングしてロケット燃料を作らないのかっていう、もっと馬鹿げた疑問も出てくるよね。

└

なんで自動車燃料を作るために植物を改良しないの？少なくともディーゼルくらいはできるはずだよ。

└

グルコースは固体燃料の成分として使えるよ。混ぜる酸化剤を見つけるだけでいい。あるいは、エタノールに分解することもできて、これは少なくとも1940年代の前半から液体ロケット燃料として使われてるんだ。

└

地衣！宇宙の真空でも生きられて、酸素を生産できるシアノバクテリア…ただ、役に立つほどの速さではないけど、いつか大きな毛むくじゃらの宇宙船が宇宙を支配することになるさ！

└

だって、エタノールをガソリンに混ぜるのに忙しいからさ。バイクの整備士や小型エンジンの整備士が毎春無限に仕事があることが保証されるためにね。もっと真面目に言うと、君のような質問はほとんど経済に帰着するよ。利益を出す方法があれば、誰かが飛び込んできて実現させるから。お金にならないなら、たとえ環境に優しくても研究の一部にはなるかもしれないけど、利益が出ない限り実用化は難しいよ。

└

ちなみに、「begs the question」は「raises the question」とは意味が違うからね。

└

システムによってはロケット燃料はそんなに選り好みしないよ。酸化剤の方が難しい部分だけど、エンジンの種類によってはほぼ何でもいける。もちろん、質量比が良いものもあるけど、宇宙ではそれほど重要じゃない。

└

そうだよ、藻類のバイオ燃料に関する研究がたくさん進んでるんだ。

└

植物がやってる難しい部分は、食べ物として使える複雑な有機分子を合成することなんだ。今のところ、そういうことをする方法は生きた植物や菌類を使う以外にないし、遺伝子改変をする可能性もある。太陽光を捕まえて水を分解し、二酸化炭素を非常に単純な炭素化合物に還元する部分は、植物よりもずっと効率的に人工的にできるから、近い将来これが一般的に使われるようになるのは間違いないよ。エチレンやメタンは燃料やプラスチックを作るのに良いけど、もう少し複雑な有機物、例えばグリシンやグリセロールが作られれば、それを使って菌類の培養ができて、人間の食べ物を作るのにも使えるかもしれない。特に高品質のタンパク質を作るために遺伝子改変されればね。

ああ、化学実験室で酸素を作ってた頃の素晴らしい思い出。フッ素の原子から陽子、中性子、電子を引き剥がして、窒素の原子にぶつけてNをOに変えてたんだ。昔ながらのやり方で物を作ってた頃ね。