在过去的近200年里，“火星上有没有生命”始终牵引着各国科学家的热情。
在各国的火星探测器前赴后继奔向火星的同时，美国航宇局的科学家提出一个大胆的设想，利用火星大气中的二氧化碳来获取推进器所需要的燃料和水，目的是为日后人类登陆火星做准备。

火星大气的主要成分
火星上有稀薄的大气，其表面的大气压相当于地球上30~40千米高度处的大气压。火星大气的主要成分（约95%）是二氧化碳，有约3%的氮，1~2%的氩，合起来约为0.1%的一氧化碳和氧，还有极少量的臭氧和氢，水汽的数量很少，随季节和位置而变化，平均约为大气总量的0.01%。
当第一批探测火星的航天员登陆火星的时候，不可能把他们所需要的所有物资都带上，因为飞船携带的物资毕竟有限，况且探测者们在火星上的探测要持续一定的时间。
“我们必须做探测者花费几年所做的事情：依靠那个红色的星球生存下来，”范德比尔特大学的化学工程师金·德比莱克说。
在地球上的探险家都希望在探测过程中寻找他们需要得到的东西，比如食物、水，以及探测本身所期望发现的东西。但是现在的资料表明，火星是一个不毛之地，没有现成的食物和水。即使如此，这并不表明探测者在红色星球上就无所作为。德比莱克相信，探测者在火星上完全可以找到或制造出他们所需要的东西，首先从利用火星的大气开始。
虽然火星大气非常稀薄，但是大气中高浓度的二氧化碳为探测者将来利用火星大气提供了便利的条件。德比莱克认为，二氧化碳是火星探测者将来制造一切物质的基础。

超临界流体
火星的岩石和土壤中含有丰富的可以利用的元素，比如说镁、氢可以充当宇宙飞船发动机的燃料；氧元素可以制造供呼吸用的氧气；氢元素和氧元素可以合成水。但问题的关键是要把这些元素给“释放”出来，二氧化碳就是释放这些可用元素的“金钥匙”。
“当把CO2加压到73个标准大气压并且加热到31.1℃时，CO2就变成了一种超临界流体——一种不可思议的溶媒。”德比莱克说。
人们将温度和压力同时高于临界值的流体为超临界流体。超临界流体具有许多独特的性质。理论上讲，任何物质都可以变成超临界流体。比如说水，在高温、高压下就是一种非常好的超临界流体。普通的水是一种很好的溶媒（水可以溶解很多种东西），而超临界流体状态下的水就是一种非常好的溶媒了，居然能溶解涡轮叶片的末梢。
超临界流体状态下的CO2当然也具有超强的溶解性。处在超临界流体状态下的CO2分子能“钻”进固体里面并包围原子，然后把原子从固体物质里分离出来。比如，把火星岩石里含有的氧元素分离出来。
在地球上，出于成本上的考虑，一般不用处于超临界流体状态的CO2来溶解物质，超临界流体状态的CO2常用来从咖啡豆中提取咖啡因和干洗衣物。但是德比莱克相信，超临界流体状态的CO2在火星上会大有用武之地。

火星的岩石和土壤是重要的原料
德比莱克已经发现，镁会非常容易地溶解于超临界流体状态的CO2，“那的确是一个非常令人兴奋的时刻。”他说。在火星的土壤中，蕴涵了非常多的镁，镁是一种非常容易被点燃的金属，因此可用于火箭的发动机的燃料。实际上，用这种方法取得的金属镁首先可以用来制作火星探测车或其他的工具，当火星探测者要返回地球的时候，就可以把探测车分解掉，再辅以特定的氧化剂，镁就变成了火箭燃料了。
超临界流体状态的CO2也可以在火星上制造水。虽然目前有科学家认为，在火星的岩石下可能蕴藏着冰块，但是那仅仅是一种猜测和推断。水是生命活动和一些科学研究所必不可少的物质。一些火星的岩石里含有丰富的氢元素，当这种岩石浸没在超临界流体状态的CO2中的时候，因为发生了某种化学反应，CO2里的碳元素就附着在岩石上了，CO2中的氧元素则跑出来，氧元素会去寻找它的另一半——氢元素。氧元素和氢元素就组成了水。德比莱克对这个发现一直兴奋不已。
火星探测者一旦能在火星上制造出水来，那用处可大了。水可以电解成气氧气和氢气。氧气可供呼吸或者作为氧化剂，氢气是非常好的燃料。如此一来，一个利用火星大气中的二氧化碳来处理火星上的原材料的工厂就可以首先建立起来。首批火星探测者可以利用这个工厂每天处理上百千克的火星岩石或土壤。

控制溶解性
超临界流体状态的CO2比起其他一些溶剂来还具有一些特殊的优点：超临界流体状态的CO2的溶解性可随着温度和压力的变化而变化，也就是说，人们可以控制这种物质的溶解性。这个性质的好处在于，通过对溶解性的控制，就可以针对性地溶解或者不溶解某种物质，已经溶解了的物质，还可以把它还原出来。比如说，减弱超临界流体状态的CO2的压力，就可以使溶解其中的咖啡因析出来。
现在，德比莱克正在研究不同的物质在超临界流体状态的CO2中的溶解性问题。德比莱克想通过对不溶或易溶于超临界流体状态的CO2的物质进行研究，来揭示影响物质溶解性的原因。比如，可以考虑在超临界流体状态的CO2中加入某些物质，来提高超临界流体状态的CO2对一些矿物质的溶解性。

开发“绿色溶媒”
德比莱克的研究在地球上也大有用武之地。实际上，航空航天技术的发展本身就能促进或带动相关产业的发展。二氧化碳在地球上广受责难，大多数科学家认为它是导致全球温室效应的罪魁祸首。但是作为一种溶媒，它在工业上有着广泛的应用。许多工业上的溶媒都是有毒性的，并且能污染水循环系统，还能在人体内残存很长的时间。如果二氧化碳作为一种“绿色溶媒”能得到进一步的应用，那将利于保护地球环境。
“对于人类来说火星是一个全新的环境，二氧化碳也不例外，二氧化碳到了火星上还会表现出像在地球上那样的性质吗？”德比莱克说。
所以，德比莱克所面临的另一个问题是，让二氧化碳适应不同的环境。