Proces bioproizvodnje, koji su osmislili istraživači s Tehnološkog instituta u Georgiji  koristio bi tri izvora kojima obiluje Crveni planet: ugljični dioksid, sunčevu svjetlost i zamrznutu vodu, dok bi se dvije vrste mikroba dovodile sa zemlje. Cijanobakterije (alge) uzimale bi CO2 iz atmosfere Marsa i koristile Sunčevu svjetlost za stvaranje šećera. Bakterije E. coli bi te šećere pretvarale u pogonsko gorivo za rakete i druge pogonske uređaje.

Marsovsko gorivo

Takvo "marsovsko gorivo", 2,3-butandiol, već postoji i na Zemlji se koristi za izradu polimera u proizvodnji guma, a cijeli proces opisan je u članku objavljenom u časopisu Nature Communications.

Planirano je da raketni motori budu pogonjeni metanom i tekućim kisikom (LOX). Toga tamo nema, što znači da bi ih trebalo transportirati sa Zemlje kako bi napajali letjelicu za povratak u orbitu Marsa. A taj je prijevoz izuzetno skup: procjenjuje se da bi prijevoz potrebnih 30 tona metana i LOX-a koštao oko 8 milijardi dolara.

Kako bi smanjila ovaj trošak, NASA je predložila korištenje kemijske katalize za pretvaranje Marsovog ugljičnog dioksida u LOX, dok bi se metan i dalje transportirao sa Zemlje.

Alternativni pristup

Kao alternativu, istraživači Georgia Techa predlažu biotehnološku strategiju temeljenu na korištenju resursa in situ (bio-ISRU) koja može proizvesti pogonsko gorivo i LOX iz CO2.

Istraživači kažu da bi izrada pogonskog goriva na Marsu korištenjem marsovskih resursa mogla pomoći u smanjenju troškova misije. Uz to, bio-ISRU proces stvara višak čistog kisika koji bi se mogao izdvojiti za druge svrhe, na primjer podršku ljudskoj kolonizaciji Marsa.

Transport materijala na Mars

U radu je opisan proces koji počinje transportom plastičnih materijala na Mars koji bi se sastavili u fotobioreaktore veličine četiri nogometna igrališta. Cijanobakterije bi rasle u reaktorima putem fotosinteze koja zahtijeva ugljični dioksid.

Enzimi u zasebnom reaktoru razbili bi cijanobakterije u šećere kojima bi se E. coli hranila za proizvodnju raketnog pogonskog goriva. Pogonsko gorivo odvajalo bi se od fermentacijske juhe pomoću naprednih metoda odvajanja.

Istraživanje je pokazalo kako bi se tako trošilo 32% manje energije nego predloženom strategijom transporta metana sa Zemlje i proizvodnje kisika putem kemijske katalize. Istraživači sad žele optimizirati materijale kako bi se smanjila težina bio-ISRU procesa i učinila lakšim od predloženog kemijskog procesa.

Rizik uzgoja 

Na primjer, poboljšanjem brzine kojom cijanobakterije rastu na Marsu smanjit će se veličina fotobioreaktora i težina opreme koju treba transportirati sa Zemlje.

U budućim eksperimentima treba pokazati i da se cijanobakterije mogu uzgajati u marsovskim uvjetima. Visoke razine ultraljubičastog zračenja na Marsu mogle bi oštetiti cijanobakterije. Istraživači vjeruju u uspjeh koji bi trebao pokazati kako je primjena biotehnologije na Marsu savršen način za korištenje ograničenih raspoloživih resursa s minimalnim početnim materijalima.