Υπάρχουν πολλά είδη καυσίμων πυραύλων. Μερικά είναι πιο χρήσιμα σε έναν συγκεκριμένο πλανήτη. Και μερικά μπορεί να δημιουργηθούν από βακτήρια. Μια ομάδα από Georgia Tech βρήκε ένα καύσιμο πυραύλων με ένα ενδιαφέρον μείγμα αυτών των χαρακτηριστικών που θα μπορούσαν να αποτελέσουν κομβικό σημείο της επιτόπιας χρήσης πόρων – στον Άρη.
2,3-βουτανοδιόλη μπορεί να μην είναι οικείο όνομα μεθάνιο , το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως ως καύσιμο πυραύλων στη Γη. Χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή προϊόντων από καουτσούκ. Αλλά έχει πολύ μεγάλη γροθιά όταν καίγεται με υγρό οξυγόνο ( LOX ). Αρκεί μια γροθιά για να μπορέσετε να σηκώσετε ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά στον Κόκκινο Πλανήτη.
Βίντεο UT που συζητά τη χρήση πόρων σε διαφορετικούς κόσμους για τη δημιουργία πολύτιμων υλικών.
Επιπλέον, η 2,3-βουτανοδιόλη συντίθεται σχετικά εύκολα. Το μόνο που χρειάζεται είναι μερικοί βιοαντιδραστήρες και λίγο CO2. Οι βιοαντιδραστήρες, που έχουν το μέγεθος τεσσάρων γηπέδων ποδοσφαίρου στην πρόταση που περιγράφεται από την ομάδα GT, διεξάγουν μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων που ξεκινά με κυανοβακτήρια (γνωστά και ως φύκια). Κυανοβακτήρια θα φωτοσυνθετούν ως μέρος του φυσικού κύκλου ζωής τους, απορροφώντας CO2 από τον αέρα του Άρη.
Αφού το φύκι κάνει τη δουλειά του, εισάγεται σε ένζυμα που το διασπούν σε πολύπλοκα μόρια σακχάρου. Αυτά τα σάκχαρα στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε άλλα βακτήρια - Ε. coli , αγαπημένο των απανταχού φοιτητών βιολογίας. Διασκεδάζοντας με τα σάκχαρα των νεκρών κυανοβακτηρίων, το E. coli παράγει 2,3-βουτανοδιόλη, ένα είδος καυσίμου πυραύλων, το οποίο στη συνέχεια πρέπει να διαχωριστεί από τη γενική σούπα του βιοαντιδραστήρα.
Η σύλληψη του καλλιτέχνη για μια βάση του Άρη.
Πίστωση - NASA
Στο τέλος της διαδικασίας, υπάρχει ένα προωθητικό (2,3-βουτανοδιόλη) που μπορεί να αντιδράσει με ένα οξειδωτικό. Ευτυχώς, αυτή η διαδικασία δημιουργεί επίσης καθαρό οξυγόνο ως υποπροϊόν ενός από τα βήματα. Έτσι, μια ενιαία διαδικασία μπορεί να τραβήξει CO2 από την ατμόσφαιρα του Άρη και να δημιουργήσει τόσο το οξειδωτικό όσο και το προωθητικό που απαιτούνται για τα καύσιμα πυραύλων. Το παραδοσιακό προωθητικό πυραύλων, όπως το μεθάνιο, πρέπει να αποσταλεί από τη Γη εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί σε απομακρυσμένες τοποθεσίες όπως ο Άρης. Το κόστος για αυτές τις αποστολές θα μπορούσε να φτάσει τα δισεκατομμύρια δολάρια για την ποσότητα καυσίμου πυραύλων που απαιτείται για την ανέλκυση ενός πλοίου φορτωμένου με ανθρώπους στο δρόμο προς τον Άρη.
Γιατί λοιπόν η 2,3-βουτανοδιόλη δεν είχε προσφερθεί ως λύση σε αυτό το ακριβό πρόβλημα δημιουργίας καυσίμου πυραύλων στο παρελθόν; Επειδή δεν είναι ιδιαίτερα καλό - τουλάχιστον στη Γη. Ο Άρης έχει πολύ μικρότερο φρεάτιο βαρύτητας, γεγονός που καθιστά δυνατό τα καύσιμα με λιγότερη ισχύ πίσω τους να εκτοξεύουν αποτελεσματικά έναν πύραυλο σε τροχιά. Επιπλέον, η έλλειψη οξυγόνου στην ατμόσφαιρα καθιστά τη 2,3-βουτανοδιόλη μια πολύ πιο ελκυστική επιλογή για προωθητικό.
Η τροφοδοσία με καύσιμα σε τροχιά θα μπορούσε να αλλάξει το παιχνίδι – όπως περιγράφει αυτό το βίντεο UT.
Αν και αυτό ακούγεται σαν μια εξιδανικευμένη διαδικασία δημιουργίας ενός πολύτιμου πόρου από κυριολεκτικά αραιό αέρα σε έναν άλλο πλανήτη, ορισμένοι λόξυγκας πρέπει πρώτα να ξεπεραστούν. Το πρώτο είναι εάν τα κυανοβακτήρια και το E. coli μπορούν ζω σε το περιβάλλον του Άρη. Η σκληρή ατμόσφαιρά του και το συνεχές λουτρό ακτινοβολίας του μπορούν να εξασθενίσουν γρήγορα τους ζωντανούς οργανισμούς και πιθανότατα θα ήταν απαγορευτικά ακριβό να εγκλωβιστεί η μονάδα καυσίμου πυραύλων σε έναν περιβαλλοντικό θόλο. Έτσι, για να λειτουργήσει η διαδικασία, αυτά τα ανθεκτικά βακτήρια θα πρέπει να λειτουργήσουν στην ανοιχτή ατμόσφαιρα του Άρη.
Υπάρχουν θάλαμοι προσομοίωσης όπου θα μπορούσε να γίνει αυτό το έργο πριν προγραμματιστεί μια πλήρης αποστολή στον Άρη. Και αυτό ακριβώς ελπίζει να κάνει η ομάδα GT σύντομα – να δοκιμάσει τη διαδικασία της σε ένα πιο ρεαλιστικό μοντέλο του άνυδρου αρειανού κλίματος. Με τύχη, θα βοηθήσουν στην εισαγωγή ενός νέου είδους καυσίμου πυραύλων βιολογικής καλλιέργειας στο μείγμα στον Άρη.
Μάθε περισσότερα:
GT - Κατασκευή βιοκαυσίμων αρειανών πυραύλων στον Άρη
Kruyet et al - Σχεδιασμός της βιοπαραγωγής προωθητικού πυραύλων του Άρη μέσω μιας στρατηγικής επιτόπου αξιοποίησης πόρων με δυνατότητα βιοτεχνολογίας
Πανεπιστήμιο του Σινσινάτι - Ο αντιδραστήρας διοξειδίου του άνθρακα παράγει καύσιμο στον Άρη
UT - Χρήση βακτηρίων για την κατασκευή μιας βάσης στον Άρη
Εικόνα μολύβδου:
Η σύλληψη του καλλιτέχνη για τους φωτοβιοαντιδραστήρες που απαιτούνται για την παραγωγή καυσίμου πυραύλων στην επιφάνεια του Άρη.
Πίστωση – BOKO mobile μελέτη