微生物帮助在红色星球上开发火星火箭生物燃料

  • 2021-10-28 18:24:03
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美国研究人员开发了一种技术,可以帮助天文学家利用火星上的微生物开发火星火箭燃料。

虽然生物生产过程将使用这颗红色星球原生的三种资源——二氧化碳、阳光和冷冻水——但两种微生物将从地球运送到火星。

第一个是蓝藻(藻类),它会从火星大气中吸收二氧化碳并利用阳光制造糖分,第二个是工程大肠杆菌,它将这些糖分转化为火星专用的火箭和其他推进装置的推进剂,说由佐治亚理工学院的研究人员领导的团队。

他们在发表在《自然通讯》杂志上的论文中解释说,火星推进剂被称为 2,3-丁二醇,目前存在并且可以由大肠杆菌产生。在地球上,它被用来制造用于生产橡胶的聚合物。

“二氧化碳是火星上唯一可用的资源之一。知道生物学特别擅长将二氧化碳转化为有用的产品,这使它非常适合制造火箭燃料,”佐治亚理工学院化学与生物分子工程学院的尼克克鲁耶说。 ChBE)。

离开火星的火箭发动机目前计划以甲烷和液氧 (LOX) 为燃料。由于火星上不存在这两种物质,它们需要从地球运送到火星轨道的返回航天器。

这种运输成本很高:运送所需的 30 吨甲烷和 LOX 估计耗资约 80 亿美元。为了降低这一成本,NASA 提议使用化学催化将火星的 CO2 转化为 LOX,但这仍然需要从地球输送甲烷。

作为替代方案,佐治亚理工学院的研究人员提出了一种基于生物技术的原位资源利用 (bio-ISRU) 策略,该策略可以从 CO2 中生产推进剂和 LOX。

该过程首先将塑料材料运送到火星,这些材料将组装成占据四个足球场大小的光生物反应器。

蓝藻将通过光合作用(需要二氧化碳)在反应器中生长。单独反应器中的酶会将蓝藻分解成糖,这些糖可以被输送到大肠杆菌中以生产火箭推进剂。推进剂将使用先进的分离方法与大肠杆菌发酵液分离。

研究人员表示,利用火星资源在火星上制造推进剂有助于降低任务成本。此外,生物 ISRU 过程将产生 44 吨多余的清洁氧气,可以留出用于其他目的,例如支持人类定植。

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