在過去的近200年里，“火星上有沒有生命”始終牽引著各國科學家的熱情。
在各國的火星探測器前赴後繼奔向火星的同時，美國航宇局的科學家提出一個大膽的設想，利用火星大氣中的二氧化碳來獲取推進器所需要的燃料和水，目的是為日後人類登陸火星做準備。

火星大氣的主要成分
火星上有稀薄的大氣，其表面的大氣壓相當于地球上30~40千米高度處的大氣壓。火星大氣的主要成分（約95%）是二氧化碳，有約3%的氮，1~2%的氬，合起來約為0.1%的一氧化碳和氧，還有極少量的臭氧和氫，水汽的數量很少，隨季節和位置而變化，平均約為大氣總量的0.01%。
當第一批探測火星的航天員登陸火星的時候，不可能把他們所需要的所有物資都帶上，因為飛船攜帶的物資畢竟有限，況且探測者們在火星上的探測要持續一定的時間。
“我們必須做探測者花費幾年所做的事情︰依靠那個紅色的星球生存下來，”範德比爾特大學的化學工程師金•德比萊克說。
在地球上的探險家都希望在探測過程中尋找他們需要得到的東西，比如食物、水，以及探測本身所期望發現的東西。但是現在的資料表明，火星是一個不毛之地，沒有現成的食物和水。即使如此，這並不表明探測者在紅色星球上就無所作為。德比萊克相信，探測者在火星上完全可以找到或制造出他們所需要的東西，首先從利用火星的大氣開始。
雖然火星大氣非常稀薄，但是大氣中高濃度的二氧化碳為探測者將來利用火星大氣提供了便利的條件。德比萊克認為，二氧化碳是火星探測者將來制造一切物質的基礎。

超臨界流體
火星的岩石和土壤中含有豐富的可以利用的元素，比如說鎂、氫可以充當宇宙飛船發動機的燃料；氧元素可以制造供呼吸用的氧氣；氫元素和氧元素可以合成水。但問題的關鍵是要把這些元素給“釋放”出來，二氧化碳就是釋放這些可用元素的“金鑰匙”。
“當把CO2加壓到73個標準大氣壓並且加熱到31.1℃時，CO2就變成了一種超臨界流體——一種不可思議的溶媒。”德比萊克說。
人們將溫度和壓力同時高于臨界值的流體為超臨界流體。超臨界流體具有許多獨特的性質。理論上講，任何物質都可以變成超臨界流體。比如說水，在高溫、高壓下就是一種非常好的超臨界流體。普通的水是一種很好的溶媒（水可以溶解很多種東西），而超臨界流體狀態下的水就是一種非常好的溶媒了，居然能溶解渦輪葉片的末梢。
超臨界流體狀態下的CO2當然也具有超強的溶解性。處在超臨界流體狀態下的CO2分子能“鑽”進固體里面並包圍原子，然後把原子從固體物質里分離出來。比如，把火星岩石里含有的氧元素分離出來。
在地球上，出于成本上的考慮，一般不用處于超臨界流體狀態的CO2來溶解物質，超臨界流體狀態的CO2常用來從咖啡豆中提取咖啡因和干洗衣物。但是德比萊克相信，超臨界流體狀態的CO2在火星上會大有用武之地。

火星的岩石和土壤是重要的原料
德比萊克已經發現，鎂會非常容易地溶解于超臨界流體狀態的CO2，“那的確是一個非常令人興奮的時刻。”他說。在火星的土壤中，蘊涵了非常多的鎂，鎂是一種非常容易被點燃的金屬，因此可用于火箭的發動機的燃料。實際上，用這種方法取得的金屬鎂首先可以用來制作火星探測車或其他的工具，當火星探測者要返回地球的時候，就可以把探測車分解掉，再輔以特定的氧化劑，鎂就變成了火箭燃料了。
超臨界流體狀態的CO2也可以在火星上制造水。雖然目前有科學家認為，在火星的岩石下可能蘊藏著冰塊，但是那僅僅是一種猜測和推斷。水是生命活動和一些科學研究所必不可少的物質。一些火星的岩石里含有豐富的氫元素，當這種岩石浸沒在超臨界流體狀態的CO2中的時候，因為發生了某種化學反應，CO2里的碳元素就附著在岩石上了，CO2中的氧元素則跑出來，氧元素會去尋找它的另一半——氫元素。氧元素和氫元素就組成了水。德比萊克對這個發現一直興奮不已。
火星探測者一旦能在火星上制造出水來，那用處可大了。水可以電解成氣氧氣和氫氣。氧氣可供呼吸或者作為氧化劑，氫氣是非常好的燃料。如此一來，一個利用火星大氣中的二氧化碳來處理火星上的原材料的工廠就可以首先建立起來。首批火星探測者可以利用這個工廠每天處理上百千克的火星岩石或土壤。

控制溶解性
超臨界流體狀態的CO2比起其他一些溶劑來還具有一些特殊的優點︰超臨界流體狀態的CO2的溶解性可隨著溫度和壓力的變化而變化，也就是說，人們可以控制這種物質的溶解性。這個性質的好處在于，通過對溶解性的控制，就可以針對性地溶解或者不溶解某種物質，已經溶解了的物質，還可以把它還原出來。比如說，減弱超臨界流體狀態的CO2的壓力，就可以使溶解其中的咖啡因析出來。
現在，德比萊克正在研究不同的物質在超臨界流體狀態的CO2中的溶解性問題。德比萊克想通過對不溶或易溶于超臨界流體狀態的CO2的物質進行研究，來揭示影響物質溶解性的原因。比如，可以考慮在超臨界流體狀態的CO2中加入某些物質，來提高超臨界流體狀態的CO2對一些礦物質的溶解性。

開發“綠色溶媒”
德比萊克的研究在地球上也大有用武之地。實際上，航空航天技術的發展本身就能促進或帶動相關產業的發展。二氧化碳在地球上廣受責難，大多數科學家認為它是導致全球溫室效應的罪魁禍首。但是作為一種溶媒，它在工業上有著廣泛的應用。許多工業上的溶媒都是有毒性的，並且能污染水循環系統，還能在人體內殘存很長的時間。如果二氧化碳作為一種“綠色溶媒”能得到進一步的應用，那將利于保護地球環境。
“對于人類來說火星是一個全新的環境，二氧化碳也不例外，二氧化碳到了火星上還會表現出像在地球上那樣的性質嗎？”德比萊克說。
所以，德比萊克所面臨的另一個問題是，讓二氧化碳適應不同的環境。