Уже сейчас ученые задумываются о том, из чего и как участники первых марсианских миссий будут изготавливать необходимые им вещи – кислород, воду, строительные материалы и многое другое. Один из вариантов – собирать углекислый газ атмосферы Марса (которая на 95,32 % состоит из СО2) и превращать его в многофункциональные «кирпичики» для синтеза органических элементов.
Исследователи из Калифорнийского университета спроектировали биореактор, который способен делать это с высокой эффективностью, используя смесь бактерий и массив нанопроволок.
Биореактор работает по тому же принципу, что и природный процесс фотосинтеза у растений, в ходе которого они с помощью солнечного света превращают СО2 в сахара, необходимые для выработки энергии. В биореакторе также используется вода и бактерии Sporomusa ovata, помещенные в массив нанопроволоки для стимуляции процесса.
Кремниевые нанопроволоки толщиной в сотую долю человеческого волоса выполняют роль солнечного коллектора. Поглощая свет, вырабатывая электроны и «скармливая» их живущим среди них бактериям, нанопроволоки запускают химический процесс, который позволяет бактериям конвертировать CO2 и воду в ацетат и кислород.
На Марсе молекулы ацетата можно использовать в качестве строительных блоков для выработки органических молекул – основы будущего топлива, пластмасс или лекарств. При этом выделяемый кислород можно пускать на поддержание искусственной атмосферы на уровне 20 %, что соответствует параметрам Земли.