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科學(xué)家為降低成本 提出利用微生物在火星上生產(chǎn)火箭燃料

來(lái)源：前瞻網(wǎng) ? 2021-11-02 15:31:55

離開(kāi)火星的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)目前計(jì)劃以甲烷和液氧(LOX)為燃料。但是，火星上并不存在這兩種物質(zhì)，這意味著首先需要從地球運(yùn)來(lái)這些燃料，然后再為返回航天器提供動(dòng)力進(jìn)入火星軌道。

然而，這種運(yùn)輸成本很高，運(yùn)送所需的30噸甲烷和LOX估計(jì)耗資約80億美元。為了降低這一成本，NASA提議使用化學(xué)催化將火星二氧化碳轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)OX，但是這仍然需要從地球運(yùn)輸甲烷。

近日，佐治亞理工學(xué)院的研究人員提出了一種新的方案，可以從CO2中生產(chǎn)推進(jìn)劑和液氧。研究人員表示，這種方案有助于降低任務(wù)成本。此外，該過(guò)程會(huì)產(chǎn)生44噸多余的清潔氧氣，可以留出用于其他目的，例如支持人類(lèi)定植。

該方案除了利用火星上現(xiàn)有的三種原生資源，即二氧化碳、陽(yáng)光和冷凍水外，還包括將兩種微生物運(yùn)送到火星。第一個(gè)是藍(lán)藻(藻類(lèi))，它會(huì)從火星大氣中吸收二氧化碳并利用陽(yáng)光來(lái)制造糖分。一種將從地球運(yùn)來(lái)的工程大腸桿菌，將這些糖轉(zhuǎn)化為火星特有的推進(jìn)劑，用于火箭和其他推進(jìn)裝置?；鹦峭七M(jìn)劑，稱(chēng)為2,3-丁二醇，目前存在，可以由大腸桿菌產(chǎn)生，并且在地球上用于制造用于生產(chǎn)橡膠的聚合物。

該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，與提議的從地球運(yùn)送甲烷并通過(guò)化學(xué)催化產(chǎn)生氧氣的策略相比，新的方案使用的能量少32%。

該研究論文題為“Designing the bioproduction of Martian rocket propellant via a biotechnology-enabled in situ resource utilization strategy”，已發(fā)表在Nature Communications上。

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