有人火星探査や将来の惑星移住を見据え、現地資源利用（ＩＳＲＵ）による酸素や水、推進燃料、肥料などの合成技術についても模索が始まっている。２０２１年には米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）が火星探査機「パーサビアランス」を使って、火星の二酸化炭素（ＣＯ２）から酸素（Ｏ２）の生成に成功。ポルトガルのリスボン大学などの研究チームはこのほど、火星の大気を原料にプラズマ反応器で酸素を作り出す新たな手法を考案した。

昨年２月に火星に着陸したパーサビアランスは「ＭＯＸＩＥ（火星酸素現地資源利用実験）」と名付けた電子レンジほどの大きさの装置を搭載する。固体酸化物電解により火星の大気に９５％含まれるＣＯ２を一酸化炭素（ＣＯ）と酸素イオンに分離、その後、酸素イオンが２個結びつきＯ２を作る仕組みだ。

同４月の実験では１時間で約５・４グラムのＯ２を生成、概念実証に成功した。宇宙飛行士が１０分間の通常活動に必要な酸素の量に相当するという。

一方、リスボン大などはこの方式だと加圧に加え８００度Ｃまでの昇温が必要で、実用化には装置の大型化が避けられないと主張。米国物理学協会発行のジャーナル・オブ・アプライド・フィジクスに、電子線照射で大気のＣＯ２の二重結合を切断、低温プラズマ状態にして生成されるＣＯ２、ＣＯ、Ｏ２混合物を固体膜で分離する手法を発表した。

論文によれば、火星の大気組成や圧力を模した実験ではＭＯＸＩＥを上回る１時間あたり１４グラムのＯ２生成が可能。加圧や昇温プロセスもない。さらに装置重量１キログラム当たりで得られるＯ２の量がＭＯＸＩＥの６倍になると同大などは推測する。

ただ実際に火星で運用するには、持ち運びできる動力源や生成したＯ２の貯蔵タンクが必要で、多大なコストがかかるとの外部の指摘もある。課題はまだまだ多い。それでも、火星の大気に含まれる窒素を同様の手法で分解することで、肥料の合成につなげられる可能性もあるという。