Ракетное топливо на Марсе создадут микробы

Новое исследование описывает биотехнологический процесс производства ракетного топлива на красной планете.

Ракетное топливо на Марсе создадут микробы

В настоящее время планируется, что ракетные двигатели, отправляющиеся с Марса, будут работать на метане и жидком кислороде (LOX). Ни того, ни другого не существует на красной планете, а это означает, что их нужно будет доставить с Земли, чтобы помочь космическим кораблям выйти на орбиту Марса. Этот транспорт стоит дорого: транспортировка необходимых 30 тонн метана и LOX оценивается примерно в 8 миллиардов долларов. Чтобы снизить эту стоимость, NASA предложило использовать химический катализ для преобразования марсианского углекислого газа в LOX, хотя для этого по-прежнему требуется транспортировка метана с Земли.

В качестве альтернативы исследователи Технологического института Джорджии предлагают биотехнологическую стратегию использования ресурсов на месте (bio-ISRU), которая может производить как пропеллент, так и LOX из CO2. Исследователи говорят, что создание топлива на Марсе с использованием марсианских ресурсов может помочь снизить стоимость миссии. Кроме того, процесс био-ISRU генерирует 44 тонны избыточного чистого кислорода, который можно использовать для других целей, например, для поддержки колонизации человека.

Ракетное топливо на Марсе создадут микробы

Исследователи из Технологического института Джорджии разработали концепцию создания топлива на Марсе, которое было бы пригодно для запуска будущих астронавтов обратно на Землю.

В процессе биопроизводства будут использоваться три природных ресурса красной планеты: углекислый газ, солнечный свет и замороженная вода. Важный этап для начала процесса — транспортировка двух микробов на Марс. Первыми будут цианобактерии (водоросли), которые заберут CO2 из марсианской атмосферы и будут использовать солнечный свет для создания сахаров. Сконструированная кишечная палочка, которая будет доставлена ​​с Земли, превратит эти сахара в марсианское топливо для ракет и других силовых установок. Марсианский пропеллент, который называется 2,3-бутандиолом, существует в настоящее время, может быть создан кишечной палочкой, а на Земле используется для производства полимеров и резины.  

Процесс был подробно описан в статье опубликованной в журнале Nature Communications. В документе описывается процесс, который начинается с доставки на Марс пластиковых материалов, которые затем собираются в фотобиореакторы размером с четыре футбольных поля. Цианобактерии будут расти в реакторах посредством фотосинтеза (для чего требуется углекислый газ). Ферменты в отдельном реакторе расщепляют цианобактерии на сахара, которые можно подавать в кишечную палочку для производства ракетного топлива. Пропеллент будет отделен от ферментационного бульона с использованием передовых методов разделения.

Исследование команды показало, что стратегия био-ISRU использует на 32% меньше энергии (но весит в три раза больше), чем предлагаемая стратегия доставки метана с Земли и производства кислорода с помощью химического катализа с использованием химических веществ.

Ракетное топливо на Марсе создадут микробы

Источник: BOKO mobile study.

Фотобиореакторы размером с четыре футбольных поля, покрытые цианобактериями, могут производить ракетное топливо на Марсе

Теперь команда пытается выполнить оптимизацию биологических материалов, чтобы снизить вес установки био-ISRU и сделать его легче, чем предлагаемая химическая система. Например, повышение скорости роста цианобактерий на Марсе уменьшит размер фотобиореактора, что значительно снизит полезную нагрузку, необходимую для транспортировки оборудования с Земли.

Исследователи подчеркивают, что признание различий между двумя планетами имеет решающее значение для разработки эффективных технологий производства ISRU топлива, продуктов питания и химикатов на Марсе. Вот почему в исследовании рассматриваются биологические и материальные проблемы, чтобы внести свой вклад в достижение цели будущего человеческого присутствия за пределами Земли.

Читайте также

Кастрюлю Star Trek отправили на высоту 35 км — почти к границе космоса

Кастрюлю Star Trek отправили на высоту 35 км — почти к границе космоса

Астрономы поймали гамма-лучи от блазара с расстояния 8 миллиардов световых лет

Астрономы поймали гамма-лучи от блазара с расстояния 8 миллиардов световых лет

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Blue Origin показала 20-метровую солнечную башню для будущей базы на Луне

Blue Origin показала 20-метровую солнечную башню для будущей базы на Луне

Ученые создали «живой цемент» из дрожжей — из него предлагают печатать базы на Марсе

Ученые создали «живой цемент» из дрожжей — из него предлагают печатать базы на Марсе

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Частицы топлива из Чернобыля сохранили структуру спустя 40 лет после аварии

Частицы топлива из Чернобыля сохранили структуру спустя 40 лет после аварии

Microsoft и NVIDIA представили RTX Spark и Surface Laptop Ultra с упором на локальный ИИ

Microsoft и NVIDIA представили RTX Spark и Surface Laptop Ultra с упором на локальный ИИ

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»