Генномодифицированные бактерии станут вырабатывать топливо для ракет

Эксперты подсчитали, что отправка  ракетного топлива на Марс при освоении Красной планеты обойдется НАСА в $8 миллиардов. Но ученые нашли способ сэкономить:  они предлагают изготавливать ракетное топливо на Марсе, используя природные ресурсы. Фотореакторы будут использовать CO2 и солнечный свет для выращивания цианобактерий. Завезенная с Земли генномодифицированная кишечная палочка E. coli будет превращать сахар в  топливо для ракет.                                    







НАСА планирует высадить первого человека на Марс где-то в 2030-х годах, но обратный перелет с Красной планеты может оказаться дорогостоящим, так как переправка 30 тонн метана и жидкого кислорода для обеспечения энергии ракетам будет стоить $8 миллиардов.  Однако исследователи из Технологического института Джорджии предложили метод, который поможет использовать природные ресурсы, обнаруженные на поверхности Марса, для выращивания бактерий, способных обеспечить ракеты топливом.
Ученые предлагают построить на Марсе гигантские фотобиореакторы, которые используют солнечный свет и углекислый газ для производства цианобактерий и сахаров. Генномодифицированная кишечная палочка, которая будет доставлена ​​с Земли, затем преобразует эти сахара в  топливо для ракет и других силовых установок. Этот метод не только резко снижает затраты, но, по словам исследователей, дополнительно генерирует 44 тонны чистого кислорода, который может поддержать колонизацию человеком Марса.
Вещество, которое будут производить бактерии, - 2,3-бутандиол, - используется на Земле для производства полимеров для производства резины. "2,3-бутандиол существует уже давно, но мы никогда не думали об использовании его в качестве топлива", - заявил Вентинг Сан, доцент Школы аэрокосмической инженерии Даниэля Гуггенхайма. - Но по результатам анализов и предварительного экспериментального исследования мы поняли, что это действительно хороший кандидат".    


В докладе ученых описывается процесс, который будет происходить на Марсе, начиная с транспортировки пластиковых материалов, которые позволят создать на Красной планете фотореакторы размером с футбольное поле. Фотореакторы будут состоять из четырех модулей, включая зону выращивания цианобактерий, которые используют фотосинтез (процесс, требующий как углекислого газа, так и солнечного света).
Отдельный реактор будет содержать ферменты, которые расщепляют цианобактерии на сахара, которые будут поступать кишечным палочкам для производства ракетного топлива.Результат будет отделен от ферментационного бульона E.coli с использованием передовых методов разделения и даст ракетное топливо с чистотой 95%.
Исследование  показало, что биологическое производство использует на 32 процента меньше энергии, чем ранее предлагавшийся вариант вариант доставки метана с Земли и производства кислорода с помощью химического катализа.    


Памела Перальта-Яхья, автор исследования и доцент Школы химии и биохимии, пояснила: "Для взлета с Марса нужно намного меньше энергии, чем для взлета с Земли. Это открывает возможность использовать в качестве топлива химические вещества, не предназначенные для запуска ракет с нашей планеты. Мы начали рассматривать способы использования более низкой гравитации планеты и недостатка кислорода для создания решений, отличных от запусков с Земли".
Сроки, обозначенные НАСА для отправки людей на Марс, уже не раз менялись. По последней информации, марсианская экспедиция может состояться в 2037 году.    
НАСА планирует высадить первого человека на Марс где-то в 2030-х годах, но обратный перелет с Красной планеты может оказаться дорогостоящим, так как переправка 30 тонн метана и жидкого кислорода для обеспечения энергии ракетам будет стоить $8 миллиардов.  Однако исследователи из Технологического института Джорджии предложили метод, который поможет использовать природные ресурсы, обнаруженные на поверхности Марса, для выращивания бактерий, способных обеспечить ракеты топливом.
Ученые предлагают построить на Марсе гигантские фотобиореакторы, которые используют солнечный свет и углекислый газ для производства цианобактерий и сахаров. Генномодифицированная кишечная палочка, которая будет доставлена ​​с Земли, затем преобразует эти сахара в  топливо для ракет и других силовых установок. Этот метод не только резко снижает затраты, но, по словам исследователей, дополнительно генерирует 44 тонны чистого кислорода, который может поддержать колонизацию человеком Марса.
Вещество, которое будут производить бактерии, - 2,3-бутандиол, - используется на Земле для производства полимеров для производства резины. "2,3-бутандиол существует уже давно, но мы никогда не думали об использовании его в качестве топлива", - заявил Вентинг Сан, доцент Школы аэрокосмической инженерии Даниэля Гуггенхайма. - Но по результатам анализов и предварительного экспериментального исследования мы поняли, что это действительно хороший кандидат".    
В докладе ученых описывается процесс, который будет происходить на Марсе, начиная с транспортировки пластиковых материалов, которые позволят создать на Красной планете фотореакторы размером с футбольное поле. Фотореакторы будут состоять из четырех модулей, включая зону выращивания цианобактерий, которые используют фотосинтез (процесс, требующий как углекислого газа, так и солнечного света).
Отдельный реактор будет содержать ферменты, которые расщепляют цианобактерии на сахара, которые будут поступать кишечным палочкам для производства ракетного топлива.Результат будет отделен от ферментационного бульона E.coli с использованием передовых методов разделения и даст ракетное топливо с чистотой 95%.
Исследование  показало, что биологическое производство использует на 32 процента меньше энергии, чем ранее предлагавшийся вариант вариант доставки метана с Земли и производства кислорода с помощью химического катализа.    
Памела Перальта-Яхья, автор исследования и доцент Школы химии и биохимии, пояснила: "Для взлета с Марса нужно намного меньше энергии, чем для взлета с Земли. Это открывает возможность использовать в качестве топлива химические вещества, не предназначенные для запуска ракет с нашей планеты. Мы начали рассматривать способы использования более низкой гравитации планеты и недостатка кислорода для создания решений, отличных от запусков с Земли".
Сроки, обозначенные НАСА для отправки людей на Марс, уже не раз менялись. По последней информации, марсианская экспедиция может состояться в 2037 году.