Bakterie E. coli pomogą w produkcji paliwa rakietowego na Marsie
Jeżeli chcemy, aby podróże na Czerwoną Planetę nie odbywały się tylko w jedną stronę, musimy rozwiązać kwestię paliwa potrzebnego do powrotu statków kosmicznych na Ziemię.
Pod koniec dekady z powierzchni Marsa wystartuje rakieta zawierająca ok. pół kilograma próbek geologicznych, zebranych przez łazik Perseverance. I choć będzie dostarczać je tylko na orbitę, gdzie zostaną przechwycone przez statek kosmiczny, który zabierze je na Ziemię, będzie ważyła ok. 400 kg, z czego większość wagi stanowi paliwo niezbędne do startu.
Łatwo więc wyobrazić sobie, ile paliwa będą wymagać późniejsze, zdecydowanie ambitniejsze misje marsjańskiej - zwłaszcza takie z udziałem astronautów. Jak informuje Georgia Tech, załogowy pojazd Mars Ascent Vehicle (MAV) będzie potrzebował 30 ton metanu i ciekłego tlenu, żeby wynieść na orbitę ładunek o wadze 500 kg. Produkcja ciekłego tlenu jest możliwa na miejscu, ale metan musi zostać dostarczony z Ziemi, co oznacza konieczność wysłania na Czerwoną Planetę ładunku o wadze 500 ton, co będzie kosztowało ok. 8 mld dolarów.
W związku z tym zespół naukowców Georgia Institute of Technology przedstawił projekt, który zakłada wysłanie na Marsa bakterii, które na miejscu posłużą do produkcji paliwa i ciekłego tlenu z atmosferycznego CO2. To nie tylko obniży koszty lotów marsjańskich, ale i zostawi więcej miejsca na przydatny ładunek.
Pomysł naukowców zakłada wykorzystanie sinic i genetycznie modyfikowanych bakterii E. coli do produkcji alternatywnego paliwa znanego jako 2,3-butanediol (CH3CHOH)2, które jest wykorzystywane na Ziemi do produkcji syntetycznej gumy i innych polimerów. Przed główną misją należałoby zatem wysłać na Marsa kilka misji rozpoznawczych, które dostarczyłyby na miejsce próbki mikroorganizmów, a także plastik niezbędny do ustawienia fotobioreaktorów na obszarze wielkości 4 boisk piłkarskich.
W tych reaktorach słońce i dwutlenek węgla z atmosfery będą karmić sinice, które następnie zostaną poddane działaniu enzymów, żeby wyprodukować cukry - te będą zaś przekazywane E. coli do produkcji 2,3-butanediolu i tlenu. Co więcej, metoda zakłada też “uboczną" produkcję 44 dodatkowych ton tlenu, który może zostać wykorzystany do różnych potrzebnych celów.
Zespół szacuje, że proces jest 32% wydajniejszy niż zaproponowana wcześniej produkcja tlenu przez chemiczną katalizę z wykorzystaniem metanu przysłanego z Ziemi, tyle że początkowe wyposażenie zdecydowanie cięższe. Całość ma się jednak szybko zwrócić, a co więcej naukowcy wciąż pracują nad redukcją wagi i ilości potrzebnych materiałów, a także przyspieszeniem i efektywnością procesów biologicznych. Jak jednak wiadomo, papier przyjmie wszystko, więc czekamy na wyniki niezbędnych symulacji:
- Musimy przeprowadzić eksperyment, żeby zademonstrować, że sinice mogą rosnąć w marsjańskich warunkach. Musimy rozważyć różnice w promieniowaniu słonecznym na Marsie, co wynika nie tylko z dystansu dzielącego planetę od Słońca, ale i braku atmosferycznej filtracji promieni słonecznych. Wysoki poziom promieniowania UV może uszkodzić sinice
