Como fazer combustvel para foguete em Marte levando apenas bactrias

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 28/10/2021

Como fazer combust

Fotobiorreatores do tamanho de quatro campos de futebol, cobertos com cianobactrias, poderiam produzir combustvel para foguetes em Marte.
[Imagem: BOKO]

Fabricao de combustvel em Marte

Uma rota biotecnolgica pode ser capaz de produzir combustvel para foguetes em Marte, evitando que as misses tenham que levar a bordo o combustvel para a volta, reduzindo muito o custo dos lanamentos.

O processo de bioproduo usaria trs recursos nativos do planeta vermelho: dixido de carbono (CO2), luz solar e gua congelada, presente nos plos do planeta.

A nica coisa que os astronautas precisariam levar seria dois tipos de bactrias. O primeiro incluiria as cianobactrias (algas), que pegariam CO2 da atmosfera marciana e usariam a luz do Sol para criar acares. O outro tipo consistiria em E. coli geneticamente modificadas para pegar esses acares e convert-los em um propelente para foguetes e outros dispositivos de propulso.

O propelente marciano, chamado 2,3-butanodiol, j existe e usado para fazer polmeros para a produo de borracha – e, aqui na Terra, pode ser criado pela E. coli.

“O dixido de carbono um dos nicos recursos disponveis em Marte. Saber que a biologia especialmente boa para converter CO2 em produtos teis torna-o perfeitamente adequado para a criao de combustvel de foguete,” disse o pesquisador Nick Kruyer, do Instituto de Tecnologia da Gergia, nos EUA.

Alm disso, o processo de fabricao de combustvel suficiente para alimentar um foguete de volta para a Terra geraria 44 toneladas de oxignio puro, eliminando a necessidade de levar a bordo outra carga vital para os astronautas.

Como fazer combust

Esquema do processo de produo local de biocombustvel para foguetes.
[Imagem: Nicholas S. Kruyer et al. – 10.1038/s41467-021-26393-7]

Biocombustvel espacial

Os foguetes saindo de Marte esto atualmente sendo projetados para serem alimentados por metano e oxignio lquido, nenhum dos quais existe l, o que significa que precisariam ser transportados da Terra.

E esse transporte caro: o custo de levar as 30 toneladas de metano e oxignio necessrias para retornar est estimado em cerca de US$ 8 bilhes. Para reduzir esse custo, a NASA props o uso de catlise qumica para converter o dixido de carbono marciano em oxignio lquido, embora isso ainda exija o transporte de metano da Terra.

O novo conceito, proposto por Kruyer e seus colegas, consiste em levar para Marte estruturas plsticas que seriam montadas para criar fotobiorreatores do tamanho de quatro campos de futebol. As cianobactrias cresceriam nos reatores por meio da fotossntese (que requer dixido de carbono). Enzimas em um reator separado quebrariam as cianobactrias em acares, que serviriam de alimento para as E. coli produzirem o propelente de foguete, que deveria ser ento separado do caldo de fermentao.

A equipe calcula que essa produo local de combustvel usaria 32% menos energia (mas pesaria trs vezes mais) do que a estratgia qumica defendida atualmente de enviar metano da Terra e produzir oxignio por catlise qumica.

Como fazer combust

O processo ainda geraria toneladas de oxignio para abastecer os assentamentos marcianos.
[Imagem: NASA]

Combustvel s para Marte

Esta estratgia seria possvel porque o 2,3-butanodiol um biocombustvel j conhecido, mas no adequado para lanar foguetes aqui na Terra. A histria diferente em Marte, cuja gravidade apenas um sexto da nossa.

“Voc precisa de muito menos energia para decolar em Marte, o que nos deu a flexibilidade de considerar diferentes produtos qumicos que no so projetados para o lanamento de foguetes na Terra,” disse a professora Pamela Yahya. “Comeamos a considerar maneiras de tirar proveito da baixa gravidade do planeta e da falta de oxignio para criar solues que no so relevantes para os lanamentos na Terra.”

A equipe agora est trabalhando na otimizao do processo biolgico e dos materiais para tentar reduzir o peso do aparato todo, tornando os biorreatores mais leves do que o processo qumico proposto. Por exemplo, melhorar a velocidade com que as cianobactrias crescem em Marte reduzir o tamanho do fotobiorreator, reduzindo significativamente a carga til necessria para transportar o equipamento da Terra.

Bibliografia:

Artigo: Designing the bioproduction of Martian rocket propellant via a biotechnology-enabled in situ resource utilization strategy
Autores: Nicholas S. Kruyer, Matthew J. Realff, Wenting Sun, Caroline L. Genzale, Pamela Peralta-Yahya
Revista: Nature Communications
DOI: 10.1038/s41467-021-26393-7

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