Największym wyzwaniem dla trwałej ludzkiej obecności Marsa lub Księżyca jest zapewnienie wystarczającej ilości dostaw, aby zaspokoić potrzeby.
Jednym z największych wyzwań jest zdobycie wystarczającej ilości paliwa dla rakiety przenoszącej załogę na Marsa i umożliwiającej podróż powrotną. Wielu naukowców uważa, że odpowiedzią na to jest zebranie z samej planety pewnych materiałów do stałej obecności na Czerwonej Planecie.
Naukowcy z Georgia Institute of Technology mają koncepcję, która pozwoli na produkcję paliwa rakietowego na Marsa, które może być użyte do wystrzelenia załogi po zakończeniu misji. Koncepcja bioprodukcji wykorzystywałaby zasoby już rodzime dla planety, w tym dwutlenek węgla, światło słoneczne i zamarzniętą wodę. Jednak proces ten wymagałby transportu pary na Marsa.
Jednym z drobnoustrojów jest sinica, która może zbierać CO2 z atmosfery Marsa i łączyć światło słoneczne w celu wytworzenia cukrów. Proces wymaga również specjalnego typu E. coli do przekształcania cukru wytwarzanego przez glony w paliwo do rakiet i innych urządzeń. Paliwo rakietowe produkowane w tym procesie to 2,3-butanodiol, paliwo, które już istnieje i może znajdować się na Ziemi. Jednak na Ziemi do wytwarzania polimerów do produkcji gumy potrzebny jest propelent .
NASA zaproponowała zastosowanie katalizatora chemicznego dla dwutlenku węgla do ciekłego tlenu.
Jednak pomysł ten wymagałby przetransportowania metanu wraz z załogą i innymi materiałami na misję.
Z drugiej strony proces Georgia Tech wykorzystałby zasoby dostępne na Marsie i mógłby obniżyć koszty i złożoność misji.
Kolejną zaletą procesu byłoby wytwarzanie tlenu niezbędnego do stałej obecności człowieka. Według naukowców, ich proces bio-ISRU wygeneruje 44 tony czystych substancji do innych celów. Naukowcy opisali proces, który zmusiłby ją do wysyłania na Marsa materiałów plastikowych, które mogłyby znajdować się w fotobioreaktorach wielkości około czterech boisk piłkarskich. Sinice rozwijałyby się wewnątrz reaktorów wykorzystujących dwutlenek węgla. Sinice byłyby następnie podzielone na cukry karmione coli w celu wytworzenia propelentu. W końcu silnik zostanie oddzielony od E. coli przy użyciu zaawansowanych metod separacji.