وعلم المراسل من مركز هندسة وتكنولوجيا تطبيقات الفضاء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم أن المركبة الفضائية شنتشو 23 ستحمل 9 تجارب علمية إلى محطة الفضاء الصينية. يبلغ الوزن الإجمالي لعينات وأجهزة المنبع حوالي 54 كيلوجرامًا، بما في ذلك المواد التجريبية بشكل أساسي مثل خلايا الكبد، وبذور الأرز والأرابيدوبسيس، والإنزيمات النانوية، والفطريات الشعوية، وبطاريات البيروفسكايت.
سيتم إجراء بحث علمي فضائي على خلايا البيروفسكايت الشمسية
تركز مهمة شنتشو 23 على نوعين من مواد وأجهزة الخلايا الشمسية البيروفسكايت لإجراء التجارب الفضائية.
خلايا البيروفسكايت هي نوع جديد من الخلايا الكهروضوئية. وهي تختلف جوهريًا عن البطاريات الجافة أو بطاريات مركبات الطاقة الجديدة التي نتعامل معها في حياتنا اليومية. معظم ما نتعامل معه عادة هو بطاريات تخزين الطاقة، والتي لا يمكنها توليد الكهرباء بنفسها. خلايا البيروفسكايت هي خلايا كهروضوئية من الجيل الثالث يمكنها امتصاص الطاقة الضوئية مباشرة وتحويلها إلى طاقة كهربائية دون الحاجة إلى تخزين الطاقة المشحونة مسبقًا. علاوة على ذلك، فهو يتمتع بالعديد من المزايا.
وحدة عينة نشطة للمشروع مغلفة قائمة على البيروفسكايت
ومن المعروف أن بطاريات البيروفسكايت تتمتع بنسبة طاقة إلى كتلة عالية جدًا، كما أنها خفيفة ورقيقة ومرنة، ولها تكاليف معالجة منخفضة نسبيًا. ولذلك، فهي تكنولوجيا الطاقة الجديدة الواعدة بين الجيل الحالي من التقنيات الكهروضوئية لتحقيق التطبيق الصناعي. وبسبب مزاياها الواضحة على وجه التحديد، تعد بطاريات البيروفسكايت واحدة من المرشحين المهمين لتوفير إمدادات الطاقة لمحطات الفضاء الصينية، وقواعد الفضاء السحيق، وما إلى ذلك. ويتعين التحقق من قدرة خلايا البيروفسكايت على تحمل الأشعة فوق البنفسجية، وإشعاع الجسيمات، وتآكل الأكسجين الذري عالي التركيز، والتغيرات الشديدة في درجات الحرارة في بيئة الفضاء من خلال تجارب علوم الفضاء. تحمل المركبة الفضائية شنتشو 23 نوعين من مواد وأجهزة الخلايا الشمسية، البيروفسكايت أحادي الوصلة والمكدس القائم على البيروفسكايت. وستجري أول تجربة خدمة ديناميكية لخلايا البيروفسكايت في محطة الفضاء الصينية للحصول على بيانات حول توهين كفاءة تحويل البطارية في البيئة القاسية للفضاء الحقيقي.
عينة التعرض النشط لوحدة البيروفسكايت أحادية الوصلة (الجزء الطائر)
ستساعد تجارب الخلايا الشمسية البيروفسكايت التي سيتم تنفيذها هذه المرة على دراسة تطور الأداء وآليات فشل مواد وأجهزة البيروفسكايت بشكل أفضل في البيئات القاسية مثل الطيف الفضائي، وتشعيع الجسيمات عالية الطاقة، والأكسجين الذري، وتناوب درجات الحرارة العالية والمنخفضة، وما إلى ذلك، واختراق الكفاءة العالية، ونسبة الطاقة إلى الكتلة، ومسار التكنولوجيا الكهروضوئية الفضائية المرنة منخفضة التكلفة، وتوفير احتياطيات تقنية رئيسية للأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض في المستقبل، والفضاء السحيق. الاستكشاف وتكوين نظام الطاقة الأساسي القمري.
سيتم "إعادة زرع" الأرز في محطة الفضاء الصينية
زراعة شتلات الأرز في الوحدة التجريبية
في المستقبل، سيعيش البشر ويعملون في البيئة الفضائية لفترات زمنية أطول وأطول. إن كيفية تحقيق إنتاج "فعال وعالي الجودة وعالي الإنتاجية" للمحاصيل الفضائية في الموقع هي قضية علمية رئيسية تحتاج إلى حل عاجل. وفي التجارب المقرر إجراؤها هذه المرة، ستستخدم "الأبحاث المتعلقة بالآلية الجزيئية للاستقرار الجيني متعدد الأجيال وتنظيم القدرة على التكيف البيئي للأرز الفضائي" في مجال علوم الحياة الفضائية بذور الأرز التي لم تخضع لتجارب الطيران الفضائي للحصول على ذرية في المدار. ولأول مرة، سيتم زراعة جيلين متتاليين من الأرز في المدار. وسيتم تحليل تأثير الجاذبية الفضائية الصغيرة على المدى الطويل على الاستقرار الوراثي للأرز، وسيتم اكتشاف جينات جديدة ذات قيمة تطبيقية مهمة، وسيتم توفير وسائل جديدة لتوسيع الحصول على موارد الأصول الوراثية الجديدة للمحاصيل.
مجموعة أدوات حفر وحدة تجريبية لزراعة الأرز في الفضاء
ومن المفهوم أنه في الماضي، جلبت تجارب الفضاء الخاصة بالأرز في بلدي بذورًا من الأرض إلى محطة الفضاء الصينية. وبعد أن ينمو الأرز للحصول على محصول، يتم إرجاع بذوره إلى الأرض لمواصلة البحث. ما يسمى بـ "البذر الثانوي" هذه المرة هو استخدام بذور الأرز التي يتم جلبها إلى الفضاء. وبعد أن ينمو الأرز، سيتم زرع البذور المحصودة مرة أخرى بواسطة رواد الفضاء وتستمر زراعتها للحصول على بذور الجيل الثاني. وهذا هو أبرز ما يميز هذه الجولة من تجارب مساحة الأرز.
حاضنة ثقافة خلايا الكبد
بالإضافة إلى تجارب بطارية البيروفسكايت والأرز، في التجارب العلمية للمركبة الفضائية المأهولة شنتشو 23، سينفذ مجال علوم الحياة الفضائية أيضًا تجربة "آثار فصل المرحلة البيولوجية الفضائية على استقلاب الدهون" لفهم الآلية الجزيئية للجاذبية الصغرى التي تؤثر على استقلاب الدهون في خلايا الكبد من منظور فصل الطور، مما يوفر أهدافًا محتملة للتدخل المبكر واستراتيجيات الوقاية من أمراض الكبد الدهنية المرتبطة بالإقامة الطويلة المدى في الفضاء في المستقبل؛ بالإضافة إلى ذلك، سيتم أيضًا إجراء "بحث حول آلية تصنيع وحماية الجزيئات البيولوجية بواسطة الإنزيمات النانوية" و"تأثير البيئة الفضائية على أقراص الأكتينوميسيتات النموذجية" في التجارب العلمية للمركبة الفضائية المأهولة شنتشو 23. ثلاث تجارب، "بحث عن أنماط التأثير والآليات الجزيئية للأنواع وعلم الوراثة" و"تحليل الآلية التنظيمية لميثيل الحمض النووي للأرز والأرابيدوبسيس الناجم عن الإشعاع الفضائي والجاذبية الصغرى بناءً على قياس الإشعاع الفيزيائي والبيولوجي"، سيتم تركيب ثلاث عينات تجريبية مختلفة من الإنزيمات النانوية والفطريات الشعاعية وبذور النباتات في جهاز التعرض لبيولوجيا الإشعاع خارج المركبة لإجراء تجربة لمدة خمسة أشهر في المدار تجربة التعرض. بدءًا من أصل محفز الحياة، إلى التطور التكيفي للكائنات الحية الدقيقة، إلى التنوع الجيني للنباتات العليا، سيتم الكشف بشكل منهجي عن التأثير العميق للإشعاع الفضائي على العينات البيولوجية.