Dolar 13,7033
Euro 15,5541
Altın 785,05
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

Mars’ta Mars Roketi Biyoyakıt Yapmak İçin Mikropları Kullanmak

01.11.2021
58
Mars’ta Mars Roketi Biyoyakıt Yapmak İçin Mikropları Kullanmak

Mars Keşif Üssü

Yeni bir çalışma, kızıl gezegende roket yakıtı üretmek için bir biyoteknoloji sürecini özetlemektedir.

Georgia Institute of Technology’deki araştırmacılar, Mars’ta roket yakıtı yapacak bir konsept geliştirdiler. MarsBu, gelecekteki astronotları Dünya’ya geri göndermek için kullanılabilir.

Biyoüretim süreci, kızıl gezegene özgü üç kaynağı kullanacaktır: karbondioksit, güneş ışığı ve donmuş su. Ayrıca iki mikropun Mars’a taşınmasını da içerecek. Birincisi, Mars atmosferinden CO2 alacak ve şeker oluşturmak için güneş ışığını kullanacak olan siyanobakteriler (algler) olacaktır. Dünya’dan gönderilecek olan mühendislik ürünü bir E. coli, bu şekerleri roketler ve diğer tahrik cihazları için Mars’a özgü bir itici gaza dönüştürecekti. 2,3-bütandiol adı verilen Mars itici gazı şu anda mevcuttur, E. coli tarafından oluşturulabilir ve Dünya’da kauçuk üretimi için polimerler yapmak için kullanılır.

Süreç, dergide yayınlanan “Biyoteknoloji ile etkinleştirilmiş bir yerinde kaynak kullanım stratejisi aracılığıyla Mars roket yakıtının biyolojik üretiminin tasarlanması” başlıklı bir makalede özetleniyor. Doğa İletişimi.

Mastcam-Z, Mars'ta 'Santa Cruz'u Görüntüledi

NASA’nın Perseverance Mars gezgini tarafından çekilen Mars’ın Jezero Krateri’nin bir fotoğrafı. Kredi: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Mars’tan ayrılan roket motorlarının şu anda metan ve sıvı oksijen (LOX) ile beslenmesi planlanıyor. Kızıl gezegende ikisi de yok, bu da Mars yörüngesine dönüş uzay aracına güç sağlamak için Dünya’dan taşınmaları gerektiği anlamına geliyor. Bu ulaşım pahalı: gerekli 30 ton metan ve LOX’un feribotla taşınmasının yaklaşık 8 milyar dolara mal olduğu tahmin ediliyor. Bu maliyeti azaltmak için, NASA Mars karbondioksitini LOX’a dönüştürmek için kimyasal kataliz kullanmayı önerdi, ancak bunun için yine de Dünya’dan metanın taşınması gerekiyor.

Alternatif olarak, Georgia Tech araştırmacıları, CO2’den hem itici gaz hem de LOX üretebilen yerinde kaynak kullanımı (biyo-ISRU) stratejisine dayalı bir biyoteknoloji önermektedir. Araştırmacılar, itici gazın Mars kaynaklarını kullanarak Mars’ta yapılmasının görev maliyetini düşürmeye yardımcı olabileceğini söylüyorlar. Ek olarak, bio-ISRU işlemi, insan kolonizasyonunu desteklemek gibi başka amaçlar için kullanmak üzere bir kenara ayrılabilecek 44 ton fazla temiz oksijen üretir.

Pamela Peralta-Yahya

“Mars’ta havalanmak için çok daha az enerjiye ihtiyacınız var, bu da bize Dünya’da roket fırlatmak için tasarlanmamış farklı kimyasalları düşünme esnekliği verdi.” — Pamela Peralta-Yahya. Kredi bilgileri: Georgia Tech

“Karbondioksit, Mars’ta mevcut olan tek kaynaklardan biridir. Biyolojinin özellikle CO2’yi faydalı ürünlere dönüştürmekte iyi olduğunu bilmek, onu roket yakıtı oluşturmak için iyi bir seçim haline getiriyor” dedi, çalışmanın ilk yazarı ve yakın zamanda doktora yapan Nick Kruyer. Georgia Tech’in Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Okulu’ndan (ChBE) alıcı.

Makale, dört futbol sahası büyüklüğündeki fotobiyoreaktörlerde bir araya getirilecek olan plastik malzemelerin Mars’a taşınmasıyla başlayan süreci özetlemektedir. Siyanobakteriler, reaktörlerde fotosentez (karbon dioksit gerektirir) yoluyla büyüyecekti. Ayrı bir reaktördeki enzimler, siyanobakterileri, roket itici gazını üretmek için E. coli’ye beslenebilecek şekerlere parçalayacaktır. İtici gaz, gelişmiş ayırma yöntemleri kullanılarak E. coli fermentasyon sıvısından ayrılacaktır.

Ekibin araştırması, biyo-ISRU stratejisinin, önerilen kimyasal olarak etkinleştirilmiş metanın Dünya’dan nakliyesi ve kimyasal kataliz yoluyla oksijen üretilmesi stratejisinden %32 daha az güç kullandığını (ancak üç kat daha ağır olduğunu) buluyor.

Mars’taki yerçekimi, Dünya’da hissedilenin sadece üçte biri olduğu için, araştırmacılar potansiyel yakıtları düşündükçe yaratıcı olabildiler.

Fotobiyoreaktörler Mars

Siyanobakterilerle kaplı dört futbol sahası büyüklüğündeki fotobiyoreaktörler, Mars’ta roket yakıtı üretebilir. Kredi: BOKO mobil çalışması

Çalışmanın ilgili yazarı ve bir ortak olan Pamela Peralta-Yahya, “Mars’ta havalanmak için çok daha az enerjiye ihtiyacınız var, bu da bize Dünya’da roket fırlatmak için tasarlanmamış farklı kimyasalları düşünme esnekliği verdi” dedi. Kimya ve Biyokimya Okulu’nda ve kimyasalların üretimi için mikroplar üreten ChBE’de profesör. “Dünya’nın fırlatılmasıyla ilgili olmayan çözümler yaratmak için gezegenin daha düşük yerçekiminden ve oksijen eksikliğinden yararlanmanın yollarını düşünmeye başladık.”

“2,3-bütandiol uzun süredir piyasada ama itici olarak kullanmayı hiç düşünmedik. Yakıtlar üzerinde çalışan Daniel Guggenheim Havacılık ve Uzay Mühendisliği Okulu’nda doçent olan Wenting Sun, analiz ve ön deneysel çalışmadan sonra, bunun aslında iyi bir aday olduğunu fark ettik” dedi.

Georgia Tech ekibi kampüsü kapsıyor. Kimyagerler, kimya, mekanik ve havacılık mühendisleri, uygulanabilir bir Mars yakıtı yaratma fikrini ve sürecini geliştirmek için bir araya geldi. Grupta Kruyer, Peralta-Yahya ve Sun’a ek olarak, George W. Woodruff Makine Mühendisliği Okulu’nda yanma uzmanı ve doçent olan Caroline Genzale ve ChBE’de profesör ve David Wang Sr. Üyesi Matthew Realff vardı. süreç sentezi ve tasarımında uzmandır.

Caroline Genzale, Matthew Realff ve Wenting Sun

Caroline Genzale, Matthew Realff ve Wenting Sun. Kredi bilgileri: Georgia Tech

Ekip şimdi bio-ISRU sürecinin ağırlığını azaltmak ve önerilen kimyasal süreçten daha hafif hale getirmek için belirlenen biyolojik ve malzeme optimizasyonunu gerçekleştirmeye çalışıyor. Örneğin, siyanobakterilerin Mars’ta büyüme hızını artırmak, fotobiyoreaktörün boyutunu azaltacak ve ekipmanı Dünya’dan taşımak için gereken yükü önemli ölçüde azaltacaktır.

Yosun bazlı süreç analizi üzerinde çalışan Realff, “Siyanobakterilerin Mars koşullarında yetiştirilebileceğini göstermek için deneyler yapmamız gerekiyor” dedi. “Mars’taki güneş spektrumundaki farkı, hem Güneş’ten uzaklık hem de güneş ışığının atmosferik filtreleme eksikliğinden dolayı dikkate almamız gerekiyor. Yüksek ultraviyole seviyeleri siyanobakterilere zarar verebilir.”

Georgia Tech ekibi, iki gezegen arasındaki farkları kabul etmenin, ISRU’nun Mars’ta yakıt, gıda ve kimyasal üretimi için verimli teknolojiler geliştirmede çok önemli olduğunu vurguluyor. Bu nedenle, Dünya’nın ötesinde gelecekteki insan varlığı hedefine katkıda bulunmak amacıyla çalışmadaki biyolojik ve malzeme zorluklarını ele alıyorlar.

Kruyer, “Peralta-Yahya laboratuvarı, sentetik biyoloji ve biyoteknoloji için yeni ve heyecan verici uygulamalar bulmada, sürdürülebilirlikteki heyecan verici sorunların üstesinden gelmede başarılıdır” diye ekledi. “Mars’ta biyoteknolojinin uygulanması, minimum başlangıç ​​malzemeleriyle sınırlı mevcut kaynakları kullanmanın mükemmel bir yoludur.”

Referans: Nicholas S. Kruyer, Matthew J. Realff, Wenting Sun, Caroline L. Genzale ve Pamela Peralta-Yahya, 25 Ekim 2021, “Biyoteknoloji etkin bir yerinde kaynak kullanım stratejisi aracılığıyla Mars roket iticilerinin biyolojik üretiminin tasarlanması”, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-26393-7

Araştırma, NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) Ödülü ile desteklendi.

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.