Ученые из Технологического института Джорджии предложили новый способ производства ракетного топлива на Марсе, который будет стоить гораздо меньше существующих. Но, как отмечает Gizmodo, для того, чтобы идея сработала, необходимо преодолеть множество препятствий.
NASA планирует отправить людей на Марсе уже в следующем десятилетии. Но на пути к этой цели агентство столкнулось с проблемой доставки топлива. Проблема заключается не в том, чтобы запустить ракету на Красную планету, а в том, чтобы вернуть ее обратно. Для того, чтобы аппарат смог покинуть поверхность Марса, потребуется большое количество метана и жидкого азота.
В новой статье ученые пишут, что стоимость доставки 30 тонн метана и жидкого кислорода на Марс составит восемь миллиардов долларов. И этого хватит только на один запуск грузоподъемностью 500 тонн. Поэтому исследователи предложили новый способ производства топлива, ингредиенты для которого можно получить непосредственно на Красной планете.
Эти ингредиенты включают в себя диоксид углерода, замороженную воду и солнечный свет. Вместе с материалами на Марс также доставят цианобактерии, известные как сине-зеленые водоросли, а также модифицированный штамм бактерий E. coli. В своей статье ученые описали процесс, при котором цианобактерии, питаемые солнечным светом и углекислым газом, производят сахара, из которых затем E. coli вырабатывают топливо.
Это топливо называется 2,3-бутандиол. Исследователи отмечают, что это не самое эффективное топливо из разработанных на данный момент, но в условиях низкой гравитации Марса оно позволит ракетам подниматься в воздух. 2,3-бутандиол уже известен ученым, он используется при производстве резины, но ранее его не рассматривали в качестве топлива.
Другие ученые считают, что единственным топливом, которое можно использовать на Марсе, является метан. Поскольку его можно получить из двуокиси углерода, которой на Красной планете наблюдается в избытке. Но авторы новой работы настаивают на том, чтобы как можно больше химических соединений были рассмотрены в качестве возможного источника ракетного топлива.
По словам ученых, из пластика, который доставят на Марс, можно будет собрать фотобиореакторы размерами с четыре футбольных поля. Фотосинтез и углекислый газ обеспечат рост цианобактерий, а ферменты в отдельном резервуаре будут расщеплять их на сахара. На стадии E. coli отделение топлива от ферментационного супа приведет к чистоте в 95%.
Биопроизводство топлива потребует на 32% меньше энергии, чем предложенная NASA доставка большего количества метана на Марс. Кроме того, во время этого процесса будет выделяться кислород, который затем смогут использовать астронавты.
Что касается стоимости проекта, то здесь существуют небольшие сложности. Для его реализации необходимо доставить на Марс в 2,8 раз больше полезной нагрузки, чем предложенная NASA стратегия. Поэтому ученым предстоит уменьшить вес оборудования, например, размеры фотобиореакторов.
Кроме того, сами ученые признаются, что необходимы дополнительные эксперименты, которые покажут, что цианобактерии действительно могут расти на Марсе. Они также должны учесть разницу в солнечном спектре, которая возникает как из-за большего расстояния до Солнца, так и из-за отсутствия плотной атмосферы. Высокий уровень ультрафиолета может нанести вред цианобактериям.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал с новостями технологий и культуры.
Ранее международная группа ученых провела исследование, в рамках которого оценила риски, связанные с космической радиацией во время путешествия к Марсу. В результате они пришли к выводу, что такое путешествие возможно, но астронавты должны успеть совершить его в течение четырех лет.