第288話:從火星返回地球的回程船票

更新於 發佈於 閱讀時間約 3 分鐘
「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!
又要把生物送上火星去了,還是要再度提醒,小心蟑螂啊!(來源:貴家悠、橘賢一/集英社)
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)。
本研究提出的工作流程,詳見內文(來源:Nature Communication)
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…
「火星回程燃料生產裝置」想像圖。(來源:Nature Communication)
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」。
  • 超中二物理宅雜記
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  • 生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
  • 話都給我講就好 其之288
(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
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日本的筑波大學與SanaTechSeed公司(サナテックシード株式会社)合作開發,利用CRISPR基因編輯技術,開發出了含有高濃度GABA的番茄。原版的番茄每100公克含有28毫克的GABA,基因編輯版的含量高達113毫克!可是在日本,這個不算「基改食品」喔!
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