第288話：從火星返回地球的回程船票

「移民火星！」的口號響徹雲霄，不過到目前為止，飛往火星的各種太空船都只有「單程車票」，是有去無回的旅程，原因就是如果太空船要搭載回程的推進燃料，運費實在太高了，不可能有「雙11什麼都免運」這種事…

這個問題，就交給大腸桿菌來解決吧！

依照NASA的規劃，回程的火箭推進燃料是「甲烷＋液態氧」，一趟飛行需要載著30噸重的燃料離開地球，這個運費大約要80億美金，換成台幣大概是兩千兩百億左右（台北市一年預算的1.3倍左右）。而且是「每趟」都得這麼貴，燒完就沒有了。

NASA打的主意是，氧氣用我們之前介紹過的「氧氣生成裝置MOXIE」（請見本系列第247話）在火星當地製造，這樣回程燃料就只要帶甲烷即可。

不過就算這樣，運費還是超貴…

（108課綱素養題：請估算如果運費跟重量成正比，只帶甲烷的話，運費會變多少？）

喬治亞理工學院（Georgia Tech）的Pamela Peralta-Yahya教授的研究團隊，提出一種新的設計與推進燃料，可以解決這個問題。基本上的策略跟之前我們談到一樣，就是「資源現地調達」（in-situ resource utilization, ISRU）。

首先，需要運送一批塑膠建材到火星上，用來搭建「藍菌（cyanobacteria，又稱藍綠藻）農場」，需要大約四個足球場的面積，這個也是得花費大筆運費，不過這個農場可以重複使用，算是一種「投資」。不過如果這個建材，可以用我們之前介紹過的「太空人的血汗尿建材廠」來「現地調達」製造，就可以省下大筆運費了！

由於火星上有二氧化碳跟水，就可以在藍菌農場裡面進行光合作用合成葡萄糖，產生的氧氣除了供火箭使用外，多的可以給太空人呼吸維生。接著利用一種消化酶將藍菌分解掉只留下葡萄糖，然後由大腸桿菌把葡萄糖發酵變成「2,3-丁二醇」這種東西。這個過程，感覺跟在釀酒差不多…

2-3丁二醇並不是什麼新產品，用在滿多地方的：印刷油墨、香水、合成橡膠、防凍劑、燃料添加劑，甚至連食物、藥物裡都有。之前並沒有想到要把它拿來推動火箭，因為不夠力。不過火星的重力只有地球的三分之一，所以拿它來當作脫離火星重力的火箭燃料，是可以的！

所以除了建材之外，一開始也要帶藍菌、消化酶上去。大腸桿菌倒是可以不用帶，因為人類的便便裡有一大堆，跟太空人「現地調達」就好啦！（果然再度難逃「屎尿梗專門」的宿命…不過這裡的大腸桿菌不是「原版」的，是基因工程過的，不過沒關係，一樣養在太空人肚子裡就好啦！只是要小心烙賽！）

這個研究，發表於2021/10/25的「Nature Communications」。

Georgia Tech新聞稿（2021/10/25）：https://news.gatech.edu/news/2021/10/25/making-martian-rocket-biofuel-mars

Nature Communication論文：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26393-7

（溫故知新，第247話）火星製氧裝置：https://vocus.cc/article/60819a70fd897800010e12b2

（溫故知新，第280話）火星血汗尿建築工地：https://vocus.cc/article/614fc263fd897800019c7490