科学家为降低成本 提出利用微生物在火星上生产火箭燃料

离开火星的火箭发动机目前计划以甲烷和液氧(LOX)为燃料。但是,火星上并不存在这两种物质,这意味着首先需要从地球运来这些燃料,然后再为返回航天器提供动力进入火星轨道。

然而,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二氧化碳转化为LOX,但是这仍然需要从地球运输甲烷。

近日,佐治亚理工学院的研究人员提出了一种新的方案,可以从CO2中生产推进剂和液氧。研究人员表示,这种方案有助于降低任务成本。此外,该过程会产生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。

该方案除了利用火星上现有的三种原生资源,即二氧化碳、阳光和冷冻水外,还包括将两种微生物运送到火星。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来制造糖分。一种将从地球运来的工程大肠杆菌,将这些糖转化为火星特有的推进剂,用于火箭和其他推进装置。火星推进剂,称为2,3-丁二醇,目前存在,可以由大肠杆菌产生,并且在地球上用于制造用于生产橡胶的聚合物。

该团队的研究发现,与提议的从地球运送甲烷并通过化学催化产生氧气的策略相比,新的方案使用的能量少32%。

该研究论文题为“Designing the bioproduction of Martian rocket propellant via a biotechnology-enabled in situ resource utilization strategy”,已发表在Nature Communications上。