Исследователи из Технологического института Джорджии предложили концепт, следуя которому бактерии, доставленные на Марс, смогут производить ракетное топливо и жидкий кислород из имеющегося там CO2. Полученное топливо пригодится для заправки космического корабля для возвращения Землю. «Техкульт» подробно изучил статью ученых в журнале Nature.
Ожидается, что не позже 2030 года с Марса отправится ракета, на борту которой разместится 500 грамм геологических образцов, найденных роботизированным марсоходом НАСА Perseverance. Несмотря на то, что ракета отправит контейнер с ними на орбиту Марса, откуда их заберет другой летательный аппарат для возвращения домой, вес ракеты составит порядка 500 кг, подавляющую часть которого займет твердое топливо, нужное для подъема.
Сколько же топлива потребуется для последующих, более амбициозных миссий на Марс, к тому же если в них примут участие космонавты. По исследованиям Georgia Tech, для вывода на орбиту полтонны полезного груза нужно 30 тонн метана и жидкого кислорода. Пускай на Марсе возможно получения жидкого кислорода, метан все равно придется привозить с Земли. Выходит, что первичный полезный груз с Земли будет весить 400-600 тонн, а доставка дополнительного топлива обойдется в 9 млрд долларов США.
Чтобы уменьшить расходы и занимаемое место на борту для чего-то более эффективного, группа ученых во главе с Ником Крюйером предлагает применять цианобактерии и генетически измененную кишечную палочку для получения биотоплива 2,3-бутандиола (CH3CHOH)2. Вещество уже применяется на Земле для приготовления синтетического каучука и различных полимеров. Помимо приготовления нужного количества кислорода для ракеты, технология позволит получить 45 тонн дополнительного кислорода для различных целей.
Идея заключается в том, что до главной миссии будет проведено несколько исследовательских кампаний. Они будут включать доставку микроорганизмов и пластиковых компонентов для создания фотобиореакторов размером с несколько футбольных полей.
В реакторах солнечный свет и углекислый газ из атмосферы смешаются с цианобактериями, которые затем обработаются ферментами для получения сахара. Извлеченный сахар поступит для питания кишечной палочки, которая в свою очередь произведет 2,3-бутандиол и кислород.
Теоретически, процесс будет на 30 % эффективнее, чем возможный химический завод по получению кислорода катализом с использованием метана, поставляемого с Земли, хотя он будет несколько сложнее. Дальнейшим шагом ученые видят разработку техники меньшего размера и веса, а также модернизацию биологического процесса для повышения его эффективности.
«Нам еще нужно провести ряд опытов для подтверждения того, что цианобактерии способны выращиваться в марсианских условиях, – сообщает Мэтью Реалфф. – Мы собираемся учесть разницу в солнечном спектре на Марсе как из-за удаленности от Солнца, так и при причине отсутствия атмосферной фильтрации солнечного света. Повышенные уровни ультрафиолета способны цианобактерии».
