Производить ракетное топливо прямо на Марсе помогут земные бактерии - «Космос»

Команда ученых из Технологического института Джорджии (GT) представила концепцию, предполагающую производство ракетного топлива и кислорода из атмосферного углекислого газа прямо на Марсе, что предоставит возможность заправлять космические корабли на обратном пути к Земле.

На вторую половину десятилетия с Марса намечен запуск ракеты, которая должна отправить обратно около 500 грамм геологических образцов, собранных ровером Perseverance. Этот четырехсоткилограммовый аппарат доставит груз всего лишь на марсианскую орбиту (далее к Земле образцы будет везти другой корабль), причем из всей его массы львиная доля – это ракетное топливо, необходимое для старта и полета.

Исходя из этого несложно посчитать, сколько топлива потребуется для будущих еще более амбициозных миссий на Марс и обратно, особенно если в них будут участвовать астронавты. По данным GT, для вывода на орбиту 500 кг полезного груза с экипажем марсианскому восходящему аппарату (MAV) потребуется 30 тонн метана и жидкого кислорода. Хотя на Марсе можно получить жидкий кислород, метан туда сегодня доставляется с Земли, а это означает, что изначальная полезная нагрузка стартующего с Земли космического аппарата с топливом на обратную дорогу должна составлять 500 тонн и обойдется, приблизительно, в 8 миллиардов долларов.

Чтобы сократить расходы и освободить место для чего-то более полезного, чем топливо, инженеры GT во главе с Ником Крюйером предложили использовать цианобактерии и генно-модифицированную кишечную палочку, которые обеспечат производство альтернативного топлива, известного как 2,3- бутандиол (CH3CHOH)2, применяемого для производства синтетического каучука и других полимеров. Побочным продуктом новой технологии будет кислород, которого будет не только достаточно для сжигания топлива на обратном пути, но и для использования в других целях на Марсе.

Идея заключается в том, что перед основной миссией будет отправлена ​​серия аппаратов с разведывательными роботами. Они доставят на Марс образцы микроорганизмов и пластиковые материалы, необходимые для установки фотобиореакторов на площади в четыре футбольных поля.

В этих реакторах солнечный свет и углекислый газ из атмосферы будут поступать к цианобактериям, которые затем с помощью энзимов переработают их в сахара. Полученное сырье будет подаваться в устройство под названием E. coli для производства 2,3-бутандиола и кислорода, которые будут отделены на дальнейших этапах процесса.

Согласно расчетам ученых, этот процесс будет на 32% эффективнее завода, производящего кислород на Марсе посредством химического катализа с использованием метана, доставляемого с Земли. Но у предлагаемой технологии есть серьезный недостаток – оборудование для нее будет в три раза тяжелее заводского. На следующем этапе исследователи планируют найти способ сделать оборудование меньше и легче, а биологическую сторону процесса быстрее и эффективнее.

Источник: gatech.edu