Поставщиков энергии достанут из уха

Микробы, живущие в грязи, фотосинтетические бактерии и даже белки из человеческого уха – все они займутся выработкой энергии для космических станций на других планетах, заменив нынешние громоздкие и дорогостоящие генераторы. Правда, будущим колонистам придется смириться с мыслью, что лунный или марсианский город сможет погубить единственная капля яда…

Современные системы, обеспечивающие космические станции энергией, состоят из сложнейших устройств – таких, как солнечные батареи, водородные элементы, радиоизотопные тепловые генераторы. Теперь предложены радикальные методы, которые позволят значительно упростить и удешевить процесс получения электричества.

Мэтью Сильвер – космический инженер, возглавляющий лабораторию IntAct в Кембридже – ратует за использование биологии в создании электрогенераторов нового поколения. Эти устройства, по его словам, обладают множеством преимуществ по соотношению цены и выхода энергии.

Топливо для них очень удобно в хранении, к тому же многие проектируемые биогенераторы выделяют важные побочные продукты – например, кислород. И самое важное – такие генераторы при нехватке энергии могут быть «размножены» прямо в космосе.

Одним из направлений исследований, как поясняет Сильвер, является создание микробных топливные элементов. Микроорганизмы поселятся бок обок с человеком прямо на космической станции в специальных контейнерах и займутся важным делом – выработкой энергии и кислорода в процессе своего метаболизма.

Наибольший интерес в этой связи вызывают микробы рода Geobacter – анаэробные организмы, обнаруженные Дереком Ловли из Массачусетского Университета в илистых отложениях. Вырабатывая энергию, Geobacter окисляют органические вещества – электроны передаются частицам оксида железа в почве или навозе.

В топливном элементе электрод графита заменил бы окись железа в качестве акцептора электронов.

«Микробный» топливный элемент обладает многими преимуществами перед водородным или метановым топливом. Во-первых, бактериям не нужен дорогостоящий и легко портящийся катализатор, необходимый для начала синтеза электричества. Во-вторых, топливо не должно быть чистым – это могут быть даже остатки пищи.

Учёные имеют и другие предложения, например, чудо-проект под названием «энергетическая кожа» – это ткань с добавлением белков, реагирующих на свет или движение. «Белки, ответственные за слух и зрение, имеют интересные электрические особенности», - подчёркивает Сильвер.

По его словам во внутреннем ухе присутствует специфический, белок – престин, который играет ключевую роль в преобразовании вибрации в электрические сигналы, которые затем посылаются в мозг. Этот механизм обеспечивает людям возможность слышать.

Однако престин может работать и в обратном порядке, переводя механическое движение в электрический заряд. Каждый отдельный белок вырабатывает очень малый заряд, измеряемый в нановольтах, но значительное число молекул этого белка можно приспособить для питания небольших устройств или подзарядки аккумуляторов.

Родопсин – другой белок, который также мог бы использоваться для создания «энергетической ткани». Это основной светочувствительный пигмент палочек сетчатки позвоночных животных и человека. Учёные научились синтезировать родопсин в больших количествах, но пока эта технология недешева – поэтому о космической станции, обтянутой материалом с содержанием родопсина, приходится только мечтать.

До колонизации планет Солнечной системы еще очень далеко, но современные достижения ученых уже открывают большой простор для фантазии. И, может быть, несколько столетий спустя капля чистящего вещества c хлоринолом, опущенная в электрогенератор космической станции на Луне, причинит больший вред, чем нападение отряда инопланетян.