Исследования далеких тел и регионов Солнечной системы могут вести миниатюрные роверы, способные питаться от микробных топливных ячеек.

Схема работы микробного топливного элемента. Слева — анод, заселенный бактериями и погруженный в раствор, содержащий органические вещества. Справа — погруженный в воду катод. Их разделяет проницаемая для протонов мембрана
Бактерии Geobacter sulfurreducens под микроскопом: «пролетарии» электрогенерирующего микробного топливного элемента

Изучение планет, других небесных тел и удаленных областей солнечной системы нередко ограничивается проблемой с питанием роботизированных зондов. Для этой цели используют (или планируют использовать) солнечные батареи, радиоактивный распад и ядерные мини-реакторы. А в США исследуют возможности применения… бактерий: микробные топливные элементы (MFC) могут стать экономным и эффективным источником энергии для освоения космоса.

На самом деле, проект, над которым работают представители сразу нескольких команд из знаменитого института Naval Research Laboratory, более продуман и всеобъемлющ: он подразумевает создание не только подходящих для работы в космосе микробных топливных элементов, но и энергоэффективной компактной электроники, двигателя и самого автономного «микро-ровера», который при весе около 1 кг мог бы вести исследования далеких небесных тел. Прежде всего, тех, изучение которых крупными аппаратами, а тем более — людьми, слишком тяжело, а то и невозможно.

Авторов вдохновляют перспективы создать миниатюрных роботов с чрезвычайно экономным расходом энергии и электричества, оснащенных микробными топливными ячейками, которые благодаря способности бактерий к размножению отличаются надежностью и длительностью работы, высокой удельной электроемкостью. Но прежде чем воспользоваться всеми этими преимуществами, им предстоит избавиться от множества деталей довольно сложной инфраструктуры, необходимой для работы современных микробных топливных ячеек. Это и потребляющие изрядно энергии насосы, и заметная масса, и объем.

Предполагается, что в ходе работы топливной ячейки часть полученной энергии будет передаваться для питания бортовой электроники и других критически важных систем — а часть постепенно накапливаться на аккумуляторе. Когда его заряд достигнет нужной величины, ровер сможет потратить эту энергию и провести нужные маневры, операции, исследования и наблюдения.

В качестве основного «работника» будущих микробных электростанций для межпланетных исследователей ученые выбрали строго анаэробные бактерии Geobacter sulfurreducens. К сожалению, других деталей проекта авторы пока не раскрывают.

По пресс-релизу ВМФ США