发射前往火星的飞船不是问题，如何让飞船载着人类从火星回来才是挑战，必须想办法直接从火星汲取燃料才能完成此愿景，为此，科学家正在开发各种将二氧化碳转化为氧、或将盐水转化出氢的设备。不过最近有人提出另一种“借力”手段：如果将地球微生物带去火星帮忙制造燃料呢？
无论是官方机构NASA还是私人公司SpaceX，都希望能在10年内派员前往火星殖民，然而直到现在，载人飞船与火箭回程燃料问题都还未能有效解决：推进剂需要大量甲烷和液氮，但这些关键成分在火星上相当罕见。
虽然NASA提出可从火星大气中的二氧化碳生产液态氧，然而甲烷仍需从地球运往火星，如果不能直接在火星上提取燃料，则就算以NASA即将推出运载能力最强大的SLS火箭，也需发射4趟才能将470吨有效载荷与额外30吨甲烷推进剂送上近地轨道，其中，光运送30吨燃料就要耗费80亿美元，这种价格放在现实考量下完全不可能推动火星计划。
为了降低成本并挪出有效载荷空间，乔治亚理工学院科学家Nick Kruyer团队提出了另一种新方法：利用蓝藻、基改大肠杆菌来生产称为2,3-丁二醇（2,3-Butanediol，化学式：(CH3CHOH)2）的替代燃料。
2,3-丁二醇这种液体当地球上常用来制造合成橡胶与其他聚合物，如果能提取火星大气中的二氧化碳转化，除了可为火箭提供充足燃料外，还可产生供给其他用途的多余氧气。
首先，需要先在火星部署4个足球场面积大小的生物光学反应工厂，蓝藻吸收阳光与来自大气中的二氧化碳、通过酶转化出糖，这些糖再被提取给大肠杆菌以产生2,3-丁二醇及氧气。
虽然2,3-丁二醇的燃料效率比甲烷弱，但火星重力仅地球三分之一，因此自火星地表起飞所需能量也较少，我们可灵活设计燃烧不同化学物质的火箭。
团队下一步需证明的是蓝藻能在阳光更微弱、紫外线辐射更高的火星上生活。不过，为了保护火星可能存在的任何微生物，目前NASA明文禁止将地球微生物送到另一颗行星，除非生物技术能带来的优势明显比化学过程更胜一筹？
新论文发布在《自然通信》（Nature Communications）期刊。
（首图来源：NASA/乔治亚理工学院）