一项新的研究发现，未来的火星宇航员可以利用空气、水和阳光在这颗红色星球上制造火箭燃料。该技术可以为宇航员返回地球的航班提供燃料。
科学家补充说，在火星上制造火箭燃料而不是从地球运送燃料不仅可以节省数十亿美元，而且还可以产生大量氧气来帮助探索火星的人们呼吸。
美国宇航局目前从火星出发的计划涉及以甲烷和液氧为燃料的火箭发动机。然而，这颗红色星球上不存在这两种燃料，这意味着它们需要从地球运输才能将航天器推向火星轨道。美国宇航局估计需要运送大约 30 吨甲烷和液氧来帮助载人飞船从火星发射，将耗资约 80 亿美元。
美国宇航局提出的一种降低成本的方法是使用化学反应从火星大气中的二氧化碳中生产液态氧。然而，这仍然需要将甲烷从地球运送到火星。
现在，研究人员提出了一种受生物学启发的替代方案，可以从火星资源中产生甲烷和液态氧。不仅如此，它还可以产生多余的氧气来帮助维持人类的生命。
“在火星上进行火箭推进剂生产的生物技术原位利用策略并不太牵强，”研究资深作者、佐治亚理工学院合成生物学家 Pamela Peralta-Yahya 告诉 Space.com。
新技术将涉及将两种微生物运送到火星。第一个是蓝细菌，它会在从火星大气中获取二氧化碳和从火星冰中获取水后，利用阳光通过光合作用产生糖。第二种是经过基因改造的大肠杆菌细菌，它将这些糖发酵成一种称为 2,3-丁二醇的火箭推进剂，目前地球上使用这种物质来帮助制造橡胶。
尽管 2,3-丁二醇是一种比甲烷弱的火箭燃料，但火星上的重力只有地球上的三分之一。Peralta-Yahya 在一份声明中说：“在火星上发射所需的能量要少得多，这使我们可以灵活地考虑不是为在地球上发射火箭而设计的不同化学物质。”“我们开始考虑如何利用地球的低重力和缺氧来创造与地球发射无关的解决方案。”
该策略还需要运送到火星的酶来消化蓝藻并释放它们的糖分。从大肠杆菌发酵液中提取 2,3-丁二醇也需要工业分离技术。
研究人员设想了一个四个足球场大小的火箭燃料厂。他们估计他们的方法将比从地球运送甲烷的策略少 32% 的能量，同时还能产生 44 吨多余的氧气来支持人类船员。然而，它的重量会增加三倍。
尽管如此，科学家们指出，他们可以进一步优化他们的方法，例如通过提高微生物生产力，使其比从地球运送甲烷的策略减少 59% 的能量，重量减轻 13%，同时仍然产生 20 吨多余的氧。
Peralta-Yahya 说：“鉴于生物过程提供的独特优势，例如菌落形成产生过量氧气，我们应该开始考虑如何设计微生物以使其在火星上安全使用。”
