Учёные из США предложили использовать бактерии для производства ракетного топлива и кислорода на Марсе

Команда учёных Технологического института Джорджии разработала концепцию, предусматривающую доставку на Марс микроорганизмов для производства ракетного топлива и окислителя — жидкого кислорода. Бактерии будут вырабатывать необходимые для возвращения на Землю компоненты из углекислого газа, содержащегося в атмосфере Красной планеты.

Автор: GooKingSword, pixabay.com

Приблизительно к концу текущего десятилетия в соответствии с планами NASA с Марса должна взлететь ракета, несущая около 0,5 кг геологических образцов, собранных марсоходом Perseverance. Хотя ракета доставит образцы только на орбиту планеты, где их подберёт другой космический корабль, её вес составит около 400 кг, большая часть придётся на твёрдое ракетное топливо.

Нетрудно представить, сколько топлива может понадобиться будущим, намного более амбициозным марсианским пилотируемым миссиям. По данным специалистов университета т. н. Марсианскому взлётному кораблю (MAV) потребуется 30 т метана и жидкого кислорода для доставки 500 кг полезной нагрузки на орбиту. Метан органического происхождения в атмосфере планеты предсказуемо отсутствует и его придётся доставлять с Земли. Это означает, что полезная нагрузка, доставляемая с родины человечества, составит 500 т и обойдётся в $8 млрд для транспортировки дополнительного топлива.

Для снижения затрат и высвобождения места для чего-то более полезного, чем топливо для обратного полёта, команда из Технологического института Джорджии под руководством Ника Крюэра (Nick Kruyer) намерена использовать цианобактерии и генно-модифицированные кишечные палочки в производстве альтернативного топлива, известного, как 2,3-бутандиол (CH3CHOH)2. Последний применяется на Земле для производства синтетической резины и других полимеров. Помимо того, что это даст достаточное количество кислорода для ракеты, предложенная технология обеспечит 44 т дополнительного кислорода для использования в других целях.

Основная идея заключается в том, что перед запуском основной миссии будут отправлены несколько предварительных, с образцами микроорганизмов и пластиковыми материалами, необходимыми для строительства фотобиореакторов площадью с четыре футбольных поля.

В этих реакторах солнечный свет и углекислый газ из марсианской атмосферы обеспечат благоприятную среду для развития цианобактерий, которые потом, с помощью ферментов, будут преобразоваться в сахара. Полученное сырьё будет «скармливаться» бактериям кишечной палочки, в свою очередь, ответственным за выработку 2,3-бутандиола и кислорода, которые позже будут разделены с помощью относительно несложной техники.

По расчётам учёных, процесс будет на 32 % эффективнее, чем промышленное химическое производство кислорода с помощью катализатора с использованием доставленного с Земли метана. При этом необходимое оборудование будет втрое тяжелее, пока разрабатываются более лёгкие решения.

По словам участника проекта Мэтью Рилффа (Matthew Realff), ещё предстоит доказать, что цианобактерии могут выращиваться в марсианских условиях. Следует учесть разницу солнечных спектров в атмосферах планет с учётом отдалённости Солнца и недостаточной атмосферной фильтрации света — большое количество ультрафиолета может фатально навредить цианобактериям.