火星载人任务计划在2040年代逐步推进，一个现实难题摆在眼前：人类如何在火星建立长期居住的庇护所？火星表面平均温度低至零下63℃，大气压仅为地球的0.6%，传统方案依赖地球运输建材的成本高得惊人。每公斤物资的运费高达数万美元，建造100平方米的房屋仅材料费用就可能突破数亿美元，即便是财力雄厚的航天机构也需慎重权衡。
米兰理工大学近期在《微生物学前沿》发表的研究提出创新方案：利用微生物在火星就地构建建筑。研究团队聚焦两种微生物——巴氏芽孢杆菌与色球藻，通过分工协作实现“生物建造”。巴氏芽孢杆菌扮演“黏合剂”角色，其代谢过程可将尿素分解为碳酸根离子，与火星风化层中的钙、镁离子结合生成碳酸钙晶体，将松散沙粒固化成类似混凝土的硬质材料。南京大学此前实验显示，经该菌处理的砂土硬度可达2-5兆帕，接近低标号混凝土标准。
色球藻则承担“环境调节”与“能源供应”双重任务。这种微生物能在火星95%二氧化碳的大气环境中进行光合作用，持续释放氧气为巴氏芽孢杆菌提供“燃料”，同时分泌的聚合物可在材料表面形成保护膜。这层膜既能锁住水分防止干燥，又能抵御火星强烈的紫外线辐射，为微生物创造稳定的工作环境。研究团队设计的“生物建造流水线”分为三步：首先由机器人采集火星风化层，混合细菌孢子、水与营养液制成浆料；随后通过3D打印机逐层堆砌，色球藻在打印过程中同步形成保护膜；最终经过7-10个火星日（约地球时间同等周期），材料硬度即可达到实用标准。
尽管技术前景广阔，实际落地仍面临多重挑战。当前实验均基于火星风化层模拟物，真实火星土壤的化学成分与颗粒结构可能影响微生物效能。NASA原计划通过样本返回任务获取真实火星土壤，但该任务已多次推迟，具体时间表尚未明确。火星重力仅为地球的0.38倍，国际空间站的微重力实验显示细菌膜厚度会发生变化，这种“半重力”环境对晶体生长的影响尚未可知。火星昼夜温差可达90℃，实验室恒温条件与极端现场环境的差异，可能要求为微生物配备专门的温控装置。
该技术还引发行星保护争议。《外层空间条约》禁止对其他天体造成“有害污染”，但“有害”的定义尚未明确。若地球微生物破坏火星潜在原生生态系统，责任归属难以界定。研究团队呼吁建立国际规范，建议先在小范围内验证技术可行性，待伦理问题明确后再推进大规模基地建设。技术协同方面，NASA的空间技术计划、欧洲航天局的样本返回任务与SpaceX的星舰运输系统需形成合力，同时基因编辑技术或可增强微生物的耐寒、耐饥能力。
从科学价值看，色球藻在火星极端环境下的生存机制，可能为寻找火星古代生命提供线索。若火星远古生命存在，其适应方式或许与色球藻类似。这项技术若成功应用，将大幅降低火星探索成本，为人类星际移民开辟新路径。尽管重力、温差、行星保护等难题亟待解决，但正如人类航天史所证明的，突破往往始于看似天马行空的设想。
