當第一批宇航員登陸火星時，不會是短暫的訪問。鑒於太空推進技術的現狀和天體力學的規則，火星任務意味著要等待非常漫長的時間，直到地球和火星處於合適的位置，才能進行回程。這是一個重大的障礙，因為攜帶足夠的補給品來完成一次可能需要兩年以上的任務將是非常昂貴的。
作為一種替代辦法，美國宇航局（NASA）和其他空間機構的飛行任務規劃人員正在研究在地球以外生活的方法。具體來說，他們希望找到在火星上種植食物的方法，通過利用火星大氣的氮氣和二氧化碳或火星土壤來補充從地球帶來的食物。
在ZARM研究中，Cyprien Verseux領導的團隊研究瞭Anabaena藍藻，它們可以為生命支持系統產生氧氣，並將大氣中的氮固定成糖、氨基酸和其他營養物質，從而支持微生物或其他作物的食物種植。
不幸的是，火星大氣層非常稀薄，其密度幾乎是地球上的百分之一。因此，其地表不可能存在液態水，而且在一定體積的空氣中也沒有足夠的氮氣來支持藍藻的新陳代謝。解決這個問題的辦法是在壓力容器中培養細菌，但這些容器會很重，很復雜。
為瞭克服這個問題，該團隊制作瞭火星結合有機系統的氣氛測試儀（ATMOS）生物反應器，由9個一升的玻璃和鋼制容器組成，這些容器是無菌的、加熱的、壓力控制的、數字監控的。在這裡面，藍藻被引入瞭4%的二氧化碳和96%的氮氣，以及含有磷、硫和鈣等營養物質的人工火星攝生石的混合物中。
巧妙的是，在10天的生長期間，容器被加壓到地球大氣的10%，而不是火星上的1%。實驗中，使用火星全球模擬人工雷石作為生長培養基，使用標準培養基作為對照。
不出所料，細菌在標準培養基上生長得更好，但它在火星土壤上也生長得很好，這意味著在火星上可能能生長出有用的細菌。不過，還有很多工作要做。
“我們希望從這個概念驗證到一個可以在火星上有效使用的系統，”Verseuxays說。“我們的生物反應器ATMOS，並不是我們在火星上使用的培養系統：它的目的是為瞭在地球上測試，我們將在那裡提供的條件。但我們的結果將有助於指導火星栽培系統的設計。例如，較低的壓力意味著我們可以開發出更輕的結構，更容易貨運，因為它不必承受巨大的內外差異。”
該研究發表在《微生物學前沿》上。
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