Есть много видов ракетного топлива. Некоторые из них более полезны на определённой планете, а некоторые могут быть созданы бактериями. Команда из Технологического института Джорджии (GT) нашла тип ракетного топлива с интересным сочетанием тех характеристик, которые позволяют создавать его с использования ресурсов на месте – на Марсе.
2,3-бутандиол не может быть столь же эффективным, как метан, который обычно используется в качестве ракетного топлива на Земле. В основном он применяется при производстве резиновых изделий. Но он действительно впечатляет при сжигании жидким кислородом. Достаточно удара, чтобы вывести космический корабль на орбиту Красной планеты.
Более того, 2,3-бутандиол относительно легко синтезировать. Всё, что нужно, – это несколько биореакторов и немного CO2. Биореакторы размером с четыре футбольных поля в предложении, описанном командой GT, проводят многоступенчатый процесс, который начинается с цианобактерий (также известных как водоросли). Цианобактерии в ходе своего естественного жизненного цикла поглощают CO2 из марсианского воздуха.
После того, как водоросли сделали свою работу, исследователи предлагают использовать ферменты, которые расщепляют их на сложные молекулы сахара. Затем эти сахара скармливаются другой бактерии – кишечной палочке, любимой среди студентов-биологов во всём мире. Питаясь сахаром мёртвых цианобактерий, E. coli производит 2,3-бутандиол, тип ракетного топлива, которое затем необходимо отделить от общей массы биореактора.
В конце процесса образуется пропеллент (2,3-бутандиол), который может реагировать с окислителем. К счастью, этот процесс также создает чистый кислород как побочный продукт одного из этапов. Таким образом, один процесс может извлечь CO2 из атмосферы Марса и произвести как окислитель, так и топливо, необходимое для запуска ракет. Традиционное ракетное топливо, такое как метан, необходимо доставлять с Земли, если оно будет использоваться в удалённых местах, таких как Марс. Затраты на эти поставки могут составить миллиарды долларов на количество ракетного топлива, необходимое для подъёма гружёного людьми корабля обратно с Марса.
Так почему же 2,3-бутандиол не был предложен в качестве решения этой дорогостоящей проблемы создания ракетного топлива раньше? Потому что он не особенно хорош – по крайней мере, на Земле. Марс имеет гораздо меньший гравитационный колодец, что позволяет использовать топливо с меньшей мощностью для эффективного запуска ракеты на орбиту. Кроме того, недостаток кислорода в атмосфере делает 2,3-бутандиол гораздо более привлекательным выбором в качестве топлива.
Хотя это звучит как идеализированный процесс создания ценного ресурса буквально из воздуха на другой планете, сначала необходимо преодолеть некоторые проблемы. Например, могут ли цианобактерии и кишечная палочка жить в марсианской среде? Его суровая атмосфера и постоянная радиационная ванна могут быстро истощить живые организмы, и, вероятно, было бы непомерно дорого поместить ферму ракетного топлива под экологический купол. Таким образом, чтобы данный процесс заработал, эти выносливые бактерии должны будут трудиться в открытой марсианской атмосфере.
Есть симуляционные камеры, где эту работу можно было бы проделать до того, как будет запланирована полноценная миссия на Марс. И это именно то, что команда GT надеется сделать в ближайшее время – протестировать свой процесс на более реалистичной модели засушливого марсианского климата. Если повезёт, будущие миссии смогут использовать новый вид органически выращенного ракетного топлива.
