未来，当第一批人类到达火星时，他们可能会生活在火星上已经存在的栖息地，或由登陆器建造的生活区中。不过，如果人类要大量定居在火星上，他们最终需要自给自足。
澳大利亚墨尔本斯威本大学的一组研究人员正在寻找实现这一目标的方法。他们的目标是就地利用地球上的资源，寻找解决方案，建造火星城市所需的材料。他们提出了一项建议，只使用火星上可用的金属来生产火星上使用的金属。这是第一次以另一个世界的金属生产为重点的此类详细研究。这对月球上的殖民地也有进一步的影响。
上图：火星基础设施的概念图。 早期的栖息地将被带到火星，但可以使用当地材料创建永久性基础设施。
地球上有很多金属，为什么要在火星上制造金属，尤其是铁呢？这是一个经济和可及性的问题。太空发射是昂贵的。从每公斤有效载荷几千美元到每公斤近6万美元，从地球重力中取出东西的成本不一而足。如果有效载荷包含前往火星的人员和物资，那么很快就会变得非常昂贵。当然，早期的任务将包含人们在这颗红色星球上生活所需的一切。他们将运送食物、氧气供应等等。但是，对于长期的殖民地和科学基地来说，很明显，就地利用资源是未来的趋势。它更便宜，从长远来看，更可持续。而且，火星确实有资源可供未来的居民使用。
想想，火星上的殖民地需要房屋、实验室和制造氧气、收集水、种植食物和制造燃料的设备。虽然一些塑料可以作为混合材料的一部分，但定居者需要的大部分材料都要用到金属。而且，从地球上把它们带过来并不是长久之计。小行星采矿也不太可能提供永久的答案。至少短期内不会。所以，“本地化”是最好的解决方案。
火星的原位资源利用
在澳大利亚，斯威本大学教授阿克巴·拉姆达尼（Akbar Rhamdhani）和他的团队开始研究在火星上生产金属的方法，最近发表了一篇关于他们想法的论文。基本上，在不假设这颗红色星球上存在金属沉积物的情况下，他们开发了一种从火星大气中提取经过处理的空气、地表的灰尘和集中的阳光的过程，并提出了一种产生金属铁的方法。
太阳能将为这种“冶炼”操作提供热源，而冷却的一氧化碳气体则提供碳。一氧化碳本身是火星大气中氧气生产的副产品。我们已经知道，火星上可以通过人工方式生产氧气。火星毅力号漫游车的火星氧气就地资源利用实验（MOXIE）已经完成了这一任务。这是人类在这个星球上需要的制氧设备的原型。
考虑到这些资源和 MOXIE 的研究结果，拉姆达尼的团队提出了一种金属提取工艺，并基于 MOXIE 的设计研制了一个氧气产生装置。整个装置将生产氧气和铁合金。然后，这些金属可以被塑造成火星殖民地基础设施所需的金属。
上图：MOXIE 装置正被放入毅力号漫游车中。
阿克巴·拉姆达尼教授指出，由此产生的技术对未来的火星居民有许多用途。他说：“我们希望在火星上开发一种真正利用原位资源的金属提取工艺，而不需要从地球上带来反应物，从而支持人类在火星上的进一步任务和发展。如果你想在火星上建造一些大型的东西，而不需要从地球上发射一切东西（想想大型卫星、火星殖民地、燃料仓库等），这可能是一个非常有价值的过程。”
从理论到现实
该团队的下一步，是与澳大利亚国家科学机构联邦科学与工业研究组织（CSIRO）合作。他们将进一步开发这项技术，这可能在火星以外非常有用。据斯威本太空技术研究所所长艾伦·达菲说，这项研究是 CSIRO 对月球和火星任务的更大支持的一部分。他表示：“他们将需要利用月球和火星的资源来实现这一目标。我们正在利用斯威本大学在资源提取和加工方面的专业知识和行业合作伙伴关系，帮助美国宇航局实现宇航员在红色星球上行走的愿景，让它变得更容易一些。这项工作是金属加工的一小步，但它可以为人类建设外星世界带来巨大飞跃。”
