为前往火星储备足够的燃料已经很难而且昂贵，但为返程储备燃料则更加困难，而微生物或许可以消除这种需求。
人类火星任务返程所需的燃料单项成本就高达 80 亿美元。因此，佐治亚理工学院的一组科学家提出了一个计划，将微生物带到这颗红色星球上，通过生物方式生产燃料，供宇航员返程使用。研究人员一直在寻找在火星上化学制造燃料的方法。根据该团队发表在《自然·通讯》杂志上的新研究，虽然微生物可能需要更重的支持设备，但理论上它们比化学方法消耗的能量更少。
“我认为这非常有前景。这是同类研究中首个深入的研究，”佛罗里达大学太空合成生物学研究员Amor Menezes说，他未参与此项研究。Menezes 是 NASA太空生物工程利用中心 (CUBES) 的科学首席研究员。他说，这是首次有令人信服的证据表明在火星上生物生产燃料是可行的。
该团队的计划包括利用火星上的二氧化碳、水和阳光来培养两种微生物，以产生燃料。第一种微生物是一种蓝藻，这种生物在 24 亿年前开启了我们今天富含氧气的大气层。这种微生物将捕获的二氧化碳（火星稀薄大气的主要成分）转化为糖和氧气。第二种微生物是经过工程改造的大肠杆菌，它将这些糖转化为一种名为 2,3-丁二醇的燃料。他们的计划目标是在为期 500 个火星日的任务期间，每天处理 105 公斤（231 磅）的微生物生物质。由于这项研究还处于非常初步的阶段，很难说它在实践中有多可行。
这个过程产生的多余氧气至关重要，因为火焰燃烧需要燃料和氧气。在地球上，我们很容易只想到燃料，因为氧气占我们大气层的一部分，所以绰绰有余。但是，火箭发动机要在真空中运行，它们需要自己携带氧气。微生物实际上会产生过量的氧气，这些氧气也可以用作可呼吸的空气。
Menezes 说：“这是一个非常超前的概念”，听起来“像科幻小说”，但在研究了火星任务是否应使用生物燃料约五年后，考虑到潜在的成本和能源节约，“答案是明确的肯定。”
该计划面临的挑战包括火星比地球离太阳更远，这意味着它接收到的太阳辐射不到地球的一半，这将限制微生物的生长速度。还有一个挑战是建造微生物住所——某种封闭的薄膜罐，用来喂养和保护微生物，并防止它们结冰。
火星上有水冰，未来的探索者可能会接触到，尽管这些冰可能含有必须去除的盐才能使水可用。研究称，除了光照和水之外，微生物还需要氮、磷和多种微量元素，这些将从地球运来。
然后是火星表面的强烈紫外线辐射。蓝藻和大肠杆菌是顽强的微生物，但没有地球厚厚的大气层，它们需要屏蔽来自太阳的有害射线。
除了技术障碍，还有 NASA 的行星保护协议问题。目前，NASA 禁止将微生物带到火星。但 Menezes 说，考虑到“其在成本和能源方面的所有好处”，他认为这项计划未来可能会获得批准。他说，总有一天 NASA 的行星保护办公室将“不得不就合成生物学是否可以在火星上进行做出决定。”
尽管这项技术具有未来的巨大潜力，但它仍然非常新，所以 Menezes 表示它很可能用于第二次或第三次火星任务。“坦率地说……对于任何真正的火星任务，如果你想百分之百确信宇航员能够生存，你可能会在第一次任务中几乎打包带上所有可能需要的东西，以防万一……”
更正：2021 年 11 月 9 日：本故事的早期版本称佐治亚理工学院研究人员的研究发表在《自然》杂志上，但实际上它发表在《自然·通讯》杂志上。我们对此表示歉意。
