Хіміки запропонували незвичайний спосіб одержання палива на Марсі. Обійдемося без нафтових вишок

26 жовтня 2021, 16:05
Художня концепція можливого біореактора на Марсі (Фото:BOKO mobile study)

Художня концепція можливого біореактора на Марсі (Фото:BOKO mobile study)

Нове дослідження докладно описує біологічне рішення для виробництва ракетного палива на Марсі, але необхідно подолати значні перешкоди, щоб ця ідея запрацювала.

Для виробництва необхідного палива знадобиться велика кількість метану та рідкого азоту, створити які можуть допомогти бактерії, впевнені хіміки зі США.

Нове дослідження, опубліковане в Nature Communications, оцінює вартість доставки 30 тонн метану і рідкого кисню на Марс в $8 млрд за один запуск. За фінансової підтримки програми NASA Innovative Advanced Concepts автори нової статті запропонували зовсім інше рішення, в якому ключові інгредієнти, необхідні для виробництва палива, можуть бути отримані безпосередньо на Червоній планеті.

Відео дня

Ці інгредієнти включають вуглекислий газ, заморожену воду та сонячне світло. Ціанобактерії, також відомі як синьо-зелені водорості, та біоінженерний штам бактерій E. coli будуть доставлені на Марс із Землі разом із матеріалами, необхідними для створення великої кількості фотобіореакторів. Нік Крюєр, перший автор нового дослідження та дослідник зі Школи хімічної та біомолекулярної інженерії Технологічного інституту Джорджії, та його колеги окреслили виробничу стратегію, в якій ціанобактерії виробляють цукри, які E. coli потім перетворюють на паливо.

Назване 2,3-бутандіолом, це не найкраще енергетичне паливо, але в умовах відносно низької гравітації на Марсі це ракетне паливо виконає свою роботу, стверджують дослідники. Як з'єднання 2,3-бутандіол вже добре відомий, оскільки він використовується у виробництві каучуку, але досі вчені ніколи не думали використовувати його як паливо.

«Ключовий висновок із цієї статті полягає в тому, що ширший спектр хімічних речовин можна розглядати для використання як паливо, тому що Марс має одну третину гравітації Землі, тому ви можете використовувати менш енергоємне ракетне паливо», — повідомила Памела Перальта-Яхья, співавтор дослідження та ад’юнкт-професор школи хімії та біохімії Технологічного інституту Джорджії.

Пластикові матеріали, відправлені на Марс, будуть зібрані у фотобіореактор розміром із чотири футбольні поля. Фотосинтез та вуглекислий газ дозволять ціанобактеріям зростати, а ферменти в окремому реакторі розщеплять мікроорганізми на цукри. Як зазначив Крюєр у прес-релізі, «біологія особливо хороша у перетворенні CO2 на корисні продукти», що робить її «придатною для створення ракетного палива».

Біовиробництво марсіанського ракетного палива вимагатиме на 32% менше енергії, ніж запропоноване NASA хімічне рішення, тобто план доставки великої кількості метану на Марс. Крім того, цей процес виробив би 44 тонни надлишкового чистого кисню, який став би в нагоді астронавтам.

Співавтор дослідження Метью Реалфф сказав, що команді потрібно буде провести експерименти, щоб показати, що ціанобактерії справді можна вирощувати на Марсі. Команді необхідно «враховувати різницю в сонячному спектрі на Марсі як через відстань від Сонця, так і через відсутність атмосферної фільтрації сонячного світла».

Поточні рекомендації NASA щодо захисту планет прямо забороняють відправлення мікробів на поверхню іншої планети, але, як пояснила Перальта-Яхья, «застосування біотехнології на Марсі може дати явні переваги в порівнянні з хімічними процесами».

Щоб забезпечити безпеку свого рішення, команда розробила та протестувала низку стратегій стримування, таких як фізичні бар'єри, аварійні вимикачі та лінії мікробів, які не зможуть вижити за межами реактора.

Як писав НВ, нове дослідження припускає, що придатність Землі та Марса для життя може бути пов’язана з невідповідністю в розмірах: діаметр Марса становить лише 53% земного.

Це позбавило Марс можливості утримувати леткі речовини, які дуже важливі для життя, наприклад, воду, впевнені планетологи зі США.

«Доля Марса була вирішена із самого початку. Імовірно, існує поріг вимог до розміру скелястих планет, щоб утримувати достатньо води, щоб забезпечити життєздатність і тектоніку плит, з масою, що перевищує масу Марса», — каже планетолог Кун Ван із Вашингтонського університету в Сент-Луїсі.

Перехід від відносно вологої планети до посушливої пустелі іноді пов’язують із втратою магнітного поля Марса. Але можливо, що інші фактори відіграють роль у утриманні летючих речовин, наприклад, сила тяжіння на поверхні космічного тіла.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X