離開火星的火箭發動機目前計劃以甲烷和液氧(LOX)為燃料。但是，火星上并不存在這兩種物質，這意味著首先需要從地球運來這些燃料，然后再為返回航天器提供動力進入火星軌道。

然而，這種運輸成本很高，運送所需的30噸甲烷和LOX估計耗資約80億美元。為了降低這一成本，NASA提議使用化學催化將火星二氧化碳轉化為LOX，但是這仍然需要從地球運輸甲烷。

近日，佐治亞理工學院的研究人員提出了一種新的方案，可以從CO2中生產推進劑和液氧。研究人員表示，這種方案有助于降低任務成本。此外，該過程會產生44噸多余的清潔氧氣，可以留出用于其他目的，例如支持人類定植。

該方案除了利用火星上現有的三種原生資源，即二氧化碳、陽光和冷凍水外，還包括將兩種微生物運送到火星。第一個是藍藻（藻類），它會從火星大氣中吸收二氧化碳并利用陽光來制造糖分。一種將從地球運來的工程大腸桿菌，將這些糖轉化為火星特有的推進劑，用于火箭和其他推進裝置。火星推進劑，稱為2,3-丁二醇，目前存在，可以由大腸桿菌產生，并且在地球上用于制造用于生產橡膠的聚合物。

該團隊的研究發現，與提議的從地球運送甲烷并通過化學催化產生氧氣的策略相比，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”，已發表在Nature Communications上。

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論文原文：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26393-7

標簽： 火星 微生物 火箭燃料