Trở ngại lớn nhất đối với nhiệm vụ thăm dò sao hỏa đối với con người đó là việc mang theo đủ nguồn cung cấp thực phẩm đủ để thực hiện một nhiệm vụ kéo dài hơn hai năm.

Thay vào đó, các nhà hoạch định sứ mệnh tại NASA và các cơ quan không gian khác đang xem xét các giải pháp cung cấp thực phẩm ngoài trái đất. Cụ thể, họ muốn tìm cách trồng lương thực trên sao Hỏa để bổ sung vào khẩu phần được mang từ Trái đất bằng cách sử dụng nitơ và carbon dioxide từ khí quyển sao Hỏa và đất sao Hỏa hoặc regolith.

Đối với nghiên cứu ZARM, một nhóm do Cyprien Verseux đứng đầu đã xem xét vi khuẩn lam Anabaena, có thể sản xuất oxy cho các hệ thống hỗ trợ sự sống và cố định nitơ trong khí quyển thành đường, axit amin và các chất dinh dưỡng khác có thể hỗ trợ sự phát triển của thực phẩm từ vi sinh vật hoặc các loại cây trồng khác.

Thật không may, bầu khí quyển của sao Hỏa cực kỳ yếu với áp suất chỉ bằng một phần trăm so với khí quyển của Trái đất. Kết quả là, nước lỏng không thể tồn tại trên bề mặt và không có đủ nitơ trong một thể tích không khí để hỗ trợ quá trình trao đổi chất của vi khuẩn lam.

Vì vậy các nhà nghiên cứu tiến đến việc nuôi vi khuẩn trong một bình áp suất, kết hợp với lò phản ứng sinh học của Hệ thống hữu cơ trên sao Hỏa (ATMOS) bao gồm chín bình thủy tinh và thép dung tích một lít được vô trùng, gia nhiệt, kiểm soát áp suất và giám sát kỹ thuật số. Bên trong nó, vi khuẩn lam được đưa vào một hỗn hợp của bốn phần trăm carbon dioxide và 96 phần trăm nitơ, cùng với regolith nhân tạo trên sao Hỏa, chứa các chất dinh dưỡng, bao gồm phốt pho, lưu huỳnh và canxi.

Vi khuẩn phát triển tốt hơn trên môi trường tiêu chuẩn, và chúng cũng sinh trưởng tốt trên sao Hỏa khi mà các điều kiện cơ bản được đáp ứng, và không cần phải sử dụng nguồn vi khuẩn từ Trái đất.