發射前往火星的飛船不是問題，如何讓飛船載著人類從火星回來才是挑戰，必須想辦法直接從火星汲取燃料才能達成此願景，為此，科學家正在開發各種將二氧化碳轉化為氧、或將鹽水轉化出氫的設備。不過最近有人提出另一種「借力」手段：如果將地球微生物帶去火星幫忙製造燃料呢？
無論是官方機構 NASA 還是私人公司 SpaceX，都希望能在 10 年內派員前往火星殖民，然而直到現在，載人飛船與火箭回程燃料問題都還未能有效解決：推進劑需要大量甲烷和液氮，但這些關鍵成分在火星上相當罕見。
雖然 NASA 提出可從火星大氣中的二氧化碳生產液態氧，然而甲烷仍需從地球運往火星，如果不能直接在火星上提取燃料，則就算以 NASA 即將推出運載能力最強大的 SLS 火箭，也需發射 4 趟才能將 470 噸有效載荷與額外 30 噸甲烷推進劑送上近地軌道，其中，光運送 30 噸燃料就要耗費 80 億美元，這種價格放在現實考量下完全不可能推動火星計畫。
為了降低成本並挪出有效載荷空間，喬治亞理工學院科學家 Nick Kruyer 團隊提出了另一種新方法：利用藍藻、基改大腸桿菌來生產稱為 2,3-丁二醇（2,3-Butanediol，化學式：(CH3CHOH)2）的替代燃料。
2,3-丁二醇這種液體在地球上常用來製造合成橡膠與其他聚合物，如果能提取火星大氣中的二氧化碳轉化，除了可為火箭提供充足燃料外，還可產生供給其他用途的多餘氧氣。
首先，需要先在火星布建 4 個足球場面積大小的生物光學反應工廠，藍藻吸收陽光與來自大氣中的二氧化碳、透過酶轉化出糖，這些糖再被提取給大腸桿菌以產生 2,3-丁二醇及氧氣。
雖然 2,3-丁二醇的燃料效率比甲烷弱，但火星重力僅地球三分之一，因此自火星地表起飛所需能量也較少，我們可靈活設計燃燒不同化學物質的火箭。
團隊下一步需證明的是藍藻能在陽光更微弱、紫外線輻射更高的火星上生活。不過，為了保護火星可能存在的任何微生物，目前 NASA 明文禁止將地球微生物送到另一顆行星，除非生物技術能帶來的優勢明顯比化學過程更勝一籌？
新論文發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊。
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（首圖來源：NASA/喬治亞理工學院）
