Eine neue Studie hat herausgefunden, dass zukünftige Astronauten, die sich auf dem Mars befinden, in der Lage sein könnten, seine natürlichen Ressourcen zu nutzen, um Raketentreibstoff herzustellen, der sie bei der Rückkehr zur Erde unterstützen könnte.
Wie von Space.com berichtet, haben Wissenschaftler ihre Ergebnisse zu diesem Thema in der Zeitschrift Nature Communications detailliert beschrieben und bestimmte Vorschläge geteilt, die bei der Mission, unsere Astronauten nach Hause zu bringen, Milliarden von Dollar einsparen könnten.
Derzeit plant die NASA den Einsatz von Raketentriebwerken, die sowohl mit Methan als auch mit flüssigem Sauerstoff betrieben werden, um den Mars zu verlassen. Das Problem? Keines davon existiert natürlich auf dem Mars, was bedeutet, dass “etwa 30 Tonnen” Methan und flüssiger Sauerstoff benötigt werden, um für die Rückreise von der Erde zum Mars transportiert zu werden. Die NASA schätzt, dass dieser Teil des Prozesses mehr als 8 Milliarden Dollar kosten könnte.
Die NASA hat die Idee untersucht, diese Kosten durch chemische Reaktionen zu reduzieren, um aus Kohlendioxid in der Marsatmosphäre flüssigen Sauerstoff zu erzeugen, aber Methan wäre immer noch erforderlich, um von der Erde zum Mars zu gelangen.
Diese oben genannten Wissenschaftler haben eine alternative Lösung vorgeschlagen, die es Astronauten nicht nur ermöglichen würde, Methan und flüssigen Sauerstoff aus Marsressourcen zu produzieren, sondern der Prozess würde ihnen auch zusätzlichen Sauerstoff zur Verfügung stellen.
Anstatt Tonnen Methan und flüssigen Sauerstoff zu transportieren, würden Astronauten zwei Mikroben mit auf ihre Reise zum Mars nehmen. Die erste – Cyanobakterien – würden “Sonnenlicht verwenden, um Zucker durch Photosynthese zu erzeugen, nachdem Kohlendioxid aus der Marsatmosphäre und Wasser aus dem Marseis gegeben wurden”. Die zweite – ein genetisch verändertes E. coli-Bakterium – würde “diese Zucker zu einem Raketentreibstoff namens 2,3-Butandiol fermentieren, der derzeit auf der Erde zur Herstellung von Gummi verwendet wird”.
2,3-Butandiol ist ein schwächerer Raketentreibstoff als Methan, aber die Schwerkraft des Mars beträgt nur ein Drittel der Erdanziehung, was diese Lösung zu einer guten Option für den Start machen würde.
“Sie brauchen viel weniger Energie für den Start auf dem Mars, was uns die Flexibilität gab, verschiedene Chemikalien zu berücksichtigen, die nicht für den Raketenstart auf der Erde bestimmt sind”, sagte die leitende Autorin der Studie, Pamela Peralta-Yahya, in einer Erklärung. “Wir begannen darüber nachzudenken, wie wir die geringere Schwerkraft des Planeten und den Sauerstoffmangel nutzen können, um Lösungen zu entwickeln, die für Starts auf der Erde nicht relevant sind.”
Es müssten auch Enzyme von der Erde gebracht werden, die die Cyanobakterien verdauen und ihren Zucker freisetzen könnten, und industrielle Trenntechniken müssten verwendet werden, um “das 2,3-Butandiol aus der E. coli-Fermnetationsbrühe zu extrahieren”.
Eine geplante Raketentreibstoffanlage auf dem Mars, die sich über etwa „vier Fußballfelder“ erstrecken würde, würde „32 % weniger Strom verbrauchen als die Strategie, die den Versand von Methan von der Erde und die Erzeugung von 44 Tonnen überschüssigem Sauerstoff zur Unterstützung menschlicher Besatzungen umfasste. Es würde jedoch dreimal mehr wiegen.”
Die Wissenschaftler stellen fest, dass weitere Optimierungen die mikrobielle Produktivität steigern könnten, um 59 % weniger Energie zu verbrauchen und 13 % weniger zu wiegen, während „immer noch 20 Tonnen überschüssiger Sauerstoff erzeugt“ wird.
„Angesichts der deutlichen Vorteile, die der biologische Prozess bietet, wie etwa die Erzeugung von überschüssigem Sauerstoff für die Koloniebildung, sollten wir darüber nachdenken, wie wir Mikroben für ihre sichere Verwendung auf dem Mars entwickeln können“, sagte Peralta-Yahya.
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