微生物可用于在火星上制造火箭燃料

佐治亚理工学院的一组科学家提出了一个概念，可以看到运送到火星的细菌从大气中的二氧化碳中产生火箭燃料和液态氧，为返回地球的航天器提供动力。

大约在本世纪末，一枚火箭将从火星升空，其中包含由 NASA 的机器人毅力漫游车收集的约半公斤(1 磅)地质样本。尽管火箭只会将样本和它们的容器送入火星轨道，以便由另一艘航天器在回家的旅程中取回，但它的重量约为 880 磅(400 千克)，其中大部分重量都被发射所需的固体火箭燃料所占据。上升。

以此为基准，现在想象一下未来更雄心勃勃的火星任务需要多少燃料——尤其是如果这些任务需要搭载宇航员。据佐治亚理工学院称，载人火星上升飞行器 (MAV) 需要 30 吨甲烷和液氧才能将 500 公斤(1,100 磅)的有效载荷送入轨道。尽管可以在火星上生产液态氧，但甲烷必须来自地球，这意味着从地球起飞的初始有效载荷重达 500 吨，运输额外燃料需要花费 80 亿美元。

为了降低成本并腾出有效载荷空间，为回程提供比燃料更有用的东西，由尼克·克鲁耶 (Nick Kruyer) 领导的佐治亚理工学院团队希望使用蓝藻和基因工程大肠杆菌来生产一种称为 2,3-的替代燃料。丁二醇 (CH3CHOH)2，在地球上用于制造合成橡胶和其他聚合物。除了为火箭提供足够的氧气外，所提议的技术还将产生 44 吨可用于其他目的的多余氧气。

基本思想是在主要任务之前发送一系列探路者任务。这些将包括微生物样本以及建立具有四个足球场面积的光生物反应器所需的塑料材料。

在这些反应器中，来自大气的阳光和二氧化碳将被提供给蓝藻，然后用酶处理以生产糖。这些糖将被提取出来并输送到大肠杆菌中以产生 2,3-丁二醇和氧气，这些物质将通过该过程的进一步步骤分离出来。

根据该团队的计算，该过程将比拟在火星上使用从地球运来的甲烷通过化学催化生产氧气的化工厂高 32%——尽管它的重量是其三倍。下一步将是想办法使设备更小、更轻，并使该过程的生物方面更快、更高效。

“我们还需要进行实验来证明蓝藻可以在火星条件下生长，”马修雷尔夫说。“我们需要考虑火星上太阳光谱的差异，这两者都是由于与太阳的距离和阳光缺乏大气过滤。高紫外线水平可能会损害蓝藻。”

该过程发表在《自然通讯》上。

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