новости космоса
1715 15
27 октября 2021 17:44:24

Микробы помогут будущим исследователям Марса производить ракетное топливо и кислород

Будущие астронавты Марса могли бы производить ракетное топливо на Красной планете, используя воздух, воду и солнечный свет, говорится в новом исследовании. Эта технология могла бы послужить топливом для полетов астронавтов обратно на Землю.

Производство ракетного топлива на Марсе вместо его доставки с Земли может не только сэкономить миллиарды долларов, но и генерировать тонны кислорода, чтобы помочь людям, исследующим Марс, дышать, добавили ученые.

Текущие планы НАСА по возвращению ракет с Марса включают использование ракетных двигателей, работающих на метане и жидком кислороде. Однако ни одно из этих видов топлива не существует на Красной планете, а это означает, что их необходимо будет транспортировать с Земли, чтобы вывести космический корабль на марсианскую орбиту. Перевозка примерно 30 тонн метана и жидкого кислорода, которые, по оценкам НАСА, будут необходимы для помощи человеческому экипажу в старте с Марса, обойдется примерно в 8 миллиардов долларов.

Один из методов, предложенных НАСА для снижения этой стоимости, использовать химические реакции для получения жидкого кислорода из углекислого газа в атмосфере Марса. Однако для этого все еще требуется транспортировка метана с Земли на Марс.

Исследователи предлагают биологически вдохновленную альтернативу, которая может производить как метан, так и жидкий кислород из марсианских ресурсов. Мало того, он может генерировать избыток кислорода, чтобы поддерживать человеческую жизнь.

"Стратегия использования на месте связана с использованием биотехнологий для производства ракетного топлива на Марсе, и она не слишком перспективна", - сказала старший автор исследования Памела Перальта-Яхья, специалист по синтетической биологии в Технологическом институте Джорджии.

Новая технология предполагала бы доставку двух типов микробов на Марс. Первыми были бы цианобактерии, которые использовали бы солнечный свет для создания сахаров путем фотосинтеза после получения углекислого газа из атмосферы Марса и воды, взятой из марсианского льда. Вторым будут генетически модифицированные бактерии, которые будут ферментировать эти сахара в ракетное топливо под названием 2,3-бутандиол, которое в настоящее время используется на Земле для производства резины.

Хотя 2,3-бутандиол является менее мощным ракетным топливом, чем метан и жидкий кислород, но гравитация на Марсе составляет лишь треть от земной. "Вам нужно намного меньше энергии для старта с Марса, что дало нам возможность гибко рассматривать различные химические вещества, которые не предназначены для запуска ракет с Земли", - сказала Перальта-Яхья в своем заявлении. "Мы начали рассматривать способы использования преимуществ более низкой гравитации планеты и недостатка кислорода для создания решений, которые не имеют отношения к запускам с Земли".

Для этой стратегии также необходимы ферменты, отправленные на Марс, чтобы переварить цианобактерии и освободить их сахара. Для извлечения 2,3-бутандиола из ферментационного бульона E.coli также требуются промышленные методы разделения.

Исследователи представляют себе завод по производству ракетного топлива размером с четыре футбольных поля. Они подсчитали, что их метод будет потреблять на 32% меньше энергии, чем стратегия, которая предусматривала доставку метана с Земли, а также генерировать 44 тонны избыточного кислорода для поддержки человеческих экипажей. Однако он весил бы в три раза больше привезенного с Земли метана.

Тем не менее, ученые отметили, что они могли бы продолжить оптимизировать свой метод, например, за счет повышения продуктивности микроорганизмов, чтобы они потребляли на 59% меньше энергии, чем стратегия, предполагавшая доставку метана с Земли, и весил бы на 13% меньше, при этом все еще производя 20 тонн избыточного кислорода.

"Учитывая явные преимущества, которые дает биологический процесс, такие как выработка избыточного кислорода для образования колоний, мы должны начать думать о том, как создать микробы для их безопасного использования на Марсе", - сказала Перальта-Яхья.

Ученые подробно изложили свои выводы в Интернете 25 октября в журнале Nature Communications.


(Добавил: LifeMars)

комментарии
1
MP215 · 27-10-2021

Смотрел какой то фильм (бредовая фантастика). На космическом кораблей оказалось не три, а 4 человека. Они решили использовать водоросли для выработки дополнительного кислорода. Короче водоросли сдохли. И что делать потом)

2
JamesWebb92 · 27-10-2021

MP, ну это простая задачка) Навскидку несколько вариантов:
1. Искать другие варианты для выживания всей команды.
2. Съесть того, кто менее важен для выполнения задачи корабля.
3. Умертвить и выбросить за борт того, кто менее важен.
4. Умертвить наименее важного и прикрепить тело к обшивке корабля, чтобы потом похоронить.
5. Найти добровольца на умерщвление.
6. Использовать жребий на умерщвление.
7. Устроить битву на выживание.
8. Умереть всем.

3
Bong105 · 27-10-2021

Да никуда от жити не деться.
Она невероятна и уникальна, никакими костылями железными не заменить.
Будут возить с собой спичечный коробок с бактериями разными,
при активации которых на новом месте они вырастят нужные заводы. :)

4
MP215 · 27-10-2021

И еще момент. Сейчас проводят обработку космических аппаратов, чтобы вдруг что куда не занести. А тут получается мы сами привезем бактерии на Марс. Они правда думают что ни одна бактерия не сможет выбраться на поверхность марса из их пробирок?

5
Bong105 · 27-10-2021

(4), когда изучаешь и когда осваиваешь две больших разницы.

6
JamesWebb92 · 27-10-2021

к.5 согласен. Там уже не важно будет.

7
Teddy92 · 27-10-2021

Там же ясно написано, что для производства тонны метана нужно три тонны бактерий. Спичечным коробком не отделаться. Зато зелёная энергетика. Мозговой слизень.

8
Bong105 · 27-10-2021

Ну в том и прелесть, что достаточно одной плюс среда для усвоения из нее и последующего деления.

9
Teddy92 · 27-10-2021

Тут перевод кривой. В первоисточнике:
An engineered E. coli, which would be shipped from Earth, would convert those sugars into a Mars-specific propellant for rockets and other propulsion devices.
Сконструированная кишечная палочка, которая будет доставляться с Земли, превратит эти сахара в марсианское топливо для ракет и других силовых установок.
Вы слишком много смотрите фильмов типа "Марсианин", где космонавт целый год выращивал по кругу картошку, которую опять сажал и удобрял своими выделениями. Типа круговорот, но это невозможно фактически ввиду мнимого биологического кпд 100%.

10
elena192 · 28-10-2021

Нужно,чтобы ещё утечки не было,а то превратится всё в "пандемию".

11
tasewg64 · 28-10-2021

Кто-то уже на этом бреде зарабатывает. Я заплатил потраченным временем на прочитку.

12
Kot146 · 28-10-2021

Автор этого доклада явно насмотрелся Марсианина. Предлагаю ему посмотреть Интерстелар и сразу планировать полет к ЧД. Че мелочиться то?

13
AlfKorol60 · 28-10-2021

Что, будем пятый раз (за последний год) возвращаться к той же теме из-за того, что еще одна группка ученых решила добавить что-то своё к ранее сказанному?!
Кислорода (связанного) в марсианских породах должно быть дофига, углерод можно получать из углекислого газа... С водой, азотом и водородом пока сложнее (придётся поискать). Кислород для дыхания произвести проще, чем произвести сохранить и превратить в жидкость кислород нужной чистоты для окисления ракетного топлива... Но если этого не сделать, то создание жилой базы постоянного пребывания на Марсе будет нереально, а без этого всё ограничится несколькими полётами "туда и обратно", либо "только туда"...

14
Teddy92 · 28-10-2021

Все эти зеленые проекты не учитывают, что энергетическое обеспечение фотосинтеза на Марсе ещё хуже, чем на Земле и распылено по огромной поверхности. Генерировать химическое топливо можно в данном методе за счет медленного и распыленного фотосинтеза. Пока нагонишь достаточно ракетного самогона надо чем то дышать и питаться. А это придется везти с Земли.
Альтернатива - мощные источники энергии. Только атомная, а лучше термоядерная энергия. А если есть энергия, то и заморачиваться на всю эту ботанику нечего. При достаточном энергетическом обеспечении выручат прямые химические реакции.

15
AlfKorol60 · 28-10-2021


На поверхности Марса картошку и яблони не посадишь, поэтому места там много. 1-2 ядерных реактора для гарантии выживания потребуются, но если сделают плёночные солнечные батареи, которые можно разворачивать и сворачивать, То можно можно будет их там располагать по нескольку гектар возле модулей или производств (и перевозить при необходимости)...

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!