miniatura|Concepció artística d'un hàbitat humà de Mart, amb una cúpula impresa en 3D feta de gel d'aigua, una esclusa d'aire i un astromòbil pressuritzat de Mart
miniatura|La concepció artística d'una base humana a Mart, amb un tall revela una àrea d'hortícultura interior
La hipotètica colonització de Mart ha rebut interès d'agències d'espai públic i corporacions privades, i ha rebut un ampli tractament en diferents llibres de ciència-ficció, en el cinema i en l'art.
Les organitzacions han proposat plans per a una missió humana a Mart, el primer pas cap a qualsevol esforç de colonització, però cap persona ha posat els peus al planeta. No obstant això, els mòduls d'aterratge i els astromòbils han explorat amb èxit la superfície planetària i han proporcionat informació sobre les condicions del terreny. S'han proposat visites virtuals a Mart, mitjançant tecnologies hàptiques, i poden precedir qualsevol ésser humà real que aterri al planeta.
Les raons per colonitzar Mart inclouen la pura curiositat, el potencial dels humans per proporcionar investigacions observacionals més profundes que els astromòbils no tripulats, l'interès econòmic pels seus recursos i la possibilitat que l'assentament d'altres planetes disminueixi la probabilitat d'extinció humana. Les dificultats i els perills inclouen l'exposició a la radiació durant un viatge a Mart i a la seva superfície, sòl tòxic, baixa gravetat, l'aïllament que acompanya la distància entre Mart i la Terra, la manca d'aigua i les baixes temperatures.
Els compromisos més recents per investigar assentaments permanents inclouen els de les agències espacials públiques (NASA, ESA, Roscosmos, ISRO i CNSA) i organitzacions privades (SpaceX, Lockheed Martin i Boeing).
Conceptes i terminis de missió miniatura|Interpretació artística de diversos components d'una missió humana a la superfície de Mart Des del , hi ha hagut diverses missions humanes proposades a Mart, tant per part d'agències governamentals com d'empreses privades.
Tots els conceptes de missió humana concebuts actualment pels programes espacials governamentals nacionals no serien precursors directes de la colonització. Programes com els que estan previstos provisionalment per la NASA, Roscosmos i l'ESA estan destinats únicament a missions d'exploració, amb l'establiment d'una base permanent possible, però encara no l'objectiu principal.
La colonització requereix l'establiment d'hàbitats permanents que tinguin el potencial d'autoexpansió i autosuficiència. Les dues primeres propostes per construir hàbitats a Mart són els conceptes Mars Direct i Semi-Direct, defensats per Robert Zubrin, defensor de la colonització de Mart.
SpaceX ha proposat el desenvolupament d'infraestructures de transport a Mart per tal de facilitar l'eventual colonització de Mart. L'arquitectura de la missió inclou vehicles de llançament totalment reutilitzables, vehicles de llançament qualificades per humans, cisternes de propel·lents en òrbita, muntatges de llançament/aterratge de resposta ràpida i producció local de combustible per a coets a Mart mitjançant la utilització de recursos in situ (ISRU). L'objectiu que aspira SpaceX és desembarcar els primers humans a Mart el 2024.
Semblances relatives amb la Terra Mentre que la Terra és molt similar al seu veí Venus en termes de mida, les semblances entre Mart i la Terra són molt més interessants si tenim en compte la seva colonització: El dia marcià (o sol) té una durada molt similar a la de la Terra. Un dia solar a Mart és de 24 hores, 39 minuts i 35.244 segons. Extracte de la pàgina 600 (vegeu Dia marcià). La superfície de Mart representa el 28,4% de la Terra, que és només una mica inferior a la quantitat de terres emergides del nostre planeta (que és del 29,2% de la superfície terrestre). Mart té la meitat del radi de la Terra i només una dècima part de la massa. Això significa que té un volum més petit (~ 15%) i una densitat mitjana més baixa que la Terra. Mart té una inclinació axial de 25,19°, similar als 23,44° de la Terra. Com a resultat, Mart té estacions molt semblants que la de la Terra, tot i que de mitjana duren gairebé el doble de temps, ja que l'any marcià és d'uns 1,88 anys terrestres. El pol nord de Mart del punt cardinal del Cigne (que la Terra a l'Ossa Menor). Mart té una atmosfera: encara que molt prima (aproximadament el 0,7% de l'atmosfera terrestre), pot proporcionar certa protecció contra la radiació solar i raigs còsmics, l'atmosfera de Mart també s'ha utilitzat amb èxit per a l'aerofrenada de les sondes espacials. Les observacions del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, el Mars Express de l'ESA i l'aterrador Phoenix de la NASA confirmen la presència de gel d'aigua a Mart.
Diferències entre la Terra i Mart + Comparació de la pressió atmosfèrica Ubicació Pressió Cim de l'Olympus Mons Mitjana de Mart fons d'Hellas Planitia Límit d'Armstrong Cim de l'Everest Nivell del mar a la Terra
Gravetat i magnetosfera La gravetat superficial de Mart és només d'un 38% la de la Terra. Tot i que se sap que la microgravetat causa problemes de salut com la pèrdua muscular i desmineralització òssia, no se sap si la gravetat marciana tindria un efecte similar. El Mars Gravity Biosatellite va ser un projecte proposat dissenyat per aprendre més sobre l'efecte que tindria la gravetat superficial de Mart sobre els humans, però es va cancel·lar per falta de finançament.
A causa de la manca d'una magnetosfera, els esdeveniments de partícules solars i els rajos còsmics poden arribar fàcilment a la superfície marciana.
L'atmosfera La pressió atmosfèrica a Mart està molt per sota del límit d'Armstrong, en què les persones poden sobreviure sense necessitat de pressió. Com que no es pot esperar la terraformació com a solució a curt termini, caldria construir estructures habitables a Mart amb recipients a pressió similars a les naus espacials, capaços de contenir una pressió d'entre 30 i 100 kPa. L'atmosfera també és tòxica, ja que la major part està formada per diòxid de carboni (95% diòxid de carboni, 3% nitrogen, 1,6% d'argó i restes d'un total inferior al 0,4% d'altres gasos, inclòs l'oxigen).
Aquesta fina atmosfera no filtra la llum ultraviolada, cosa que provoca inestabilitat en els enllaços moleculars entre els àtoms. Per exemple, l'amoníac (NH₃) no és estable a l'atmosfera marciana i es descompon al cap d'unes hores. També a causa de la primesa de l'atmosfera, la diferència de temperatura entre el dia i la nit és molt més gran que a la Terra, normalment al voltant dels 70 °C. No obstant això, la variació de la temperatura dia/nit és molt menor durant les tempestes de pols, quan molt poca llum arriba a la superfície fins i tot durant el dia i, en canvi, escalfa l'atmosfera mitjana.
Aigua i clima L'aigua a Mart és escassa, amb els astromòbils Spirit i Opportunity que en troben menys del que hi ha al desert més sec de la Terra.
El clima és molt més fred que la Terra, amb temperatures superficials mitjanes compreses entre 186 i 268 K (−87 i −5 °C) (segons l'estació i la latitud). La temperatura més baixa mai registrada a la Terra va ser de 184 K (-89,2 °C) a l'Antàrtida.
Com que Mart es troba aproximadament un 52% més lluny del Sol, la quantitat d'energia solar que entra a la seva atmosfera superior per unitat d'àrea (la constant solar) és només al voltant del 43,3% del que arriba a l'atmosfera superior terrestre. No obstant això, a causa de l'atmosfera molt més prima, una fracció més alta de l'energia solar arriba a la superfície. La irradiació solar màxima a Mart és d'uns 590 W/m² en comparació amb uns 1000 W/m² a la superfície terrestre; es poden comparar les condicions òptimes a l'equador marcià amb les de l'illa Devon, a l'Àrtida canadenca, al juny.
Les tempestes de pols globals són habituals durant tot l'any i poden cobrir tot el planeta durant setmanes, impedint que la llum del sol arribi a la superfície. S'ha observat que això provoca caigudes de temperatura de 4 °C durant diversos mesos després de la tempesta. En canvi, els únics esdeveniments comparables a la Terra són les grans erupcions volcàniques poc freqüents, com el Krakatoa, que van llançar grans quantitats de cendra a l'atmosfera el 1883, on va provocar una caiguda de la temperatura global d'1 °C aproximadament. Potser el que és més important, aquestes tempestes afecten la producció d'electricitat a partir de plaques solars durant llargs períodes, i també interfereixen en les comunicacions amb la Terra.
Mart no té pluja ni pràcticament núvols, de manera que, tot i que és fred, està permanent solejat (excepte durant les tempestes de pols). Això significa que els panells solars sempre poden funcionar a la màxima eficiència els dies sense pols. I l'òrbita de Mart és més excèntrica que la de la Terra, augmentant les variacions constants de temperatura i solar al llarg de l'any marcià.
Sòl El sòl marcià és tòxic a causa de concentracions relativament altes de clor i compostos associats que són perillosos per a totes les formes de vida conegudes.
Supervivència Tot i que hi ha alguns organismes extremòfils sobreviuen en condicions hostils a la Terra, incloses simulacions que s'aproximen a Mart, en general, les plantes i els animals no poden sobreviure a les condicions ambientals presents a la superfície de Mart.
Condicions per a l'habitació humana miniatura|Una missió amb tripulació estil expedició funcionaria a la superfície, però durant un temps limitat miniatura|La pols és una de les preocupacions de les missions de Mart Les condicions a la superfície de Mart són més properes a les condicions de la Terra en termes de temperatura i llum solar que en qualsevol altre planeta o lluna, a excepció dels núvols de Venus. Tanmateix, la superfície no és hospitalària per als humans ni per a les formes de vida més conegudes a causa de la radiació, la pressió de l'aire molt reduïda i una atmosfera amb només un 0,16% d'oxigen.
El 2012 es va informar que alguns líquens i cianobacteris van sobreviure i van mostrar una notable capacitat d'adaptació per a la fotosíntesi després de 34 dies en condicions marcianes simulades al laboratori de simulació de Mart (MSL) mantingut per l'Agència espacial alemanya (DLR). Alguns científics creuen que els cianobacteris podrien tenir un paper en el desenvolupament de llocs avançats autosostenible amb tripulació a Mart. Proposen que els cianobacteris es podrien utilitzar directament per a diverses aplicacions, inclosa la producció d'aliments, combustible i oxigen, però també indirectament: els productes del seu cultiu podrien afavorir el creixement d'altres organismes, obrint el camí a una àmplia gamma de productes biològics de suport vital; processos basats en recursos marcians.
Els humans han explorat parts de la Terra que coincideixen amb algunes condicions a Mart. Segons les dades de l'astromòbil de la NASA, les temperatures a Mart (a latituds baixes) són similars a les de l'Antàrtida. La pressió atmosfèrica a les altituds més altes assolides per les ascensions pilotades amb globus (35 km i 114.000 peus) el 1961, 38 km el 2012) és similar a la de la superfície de Mart. No obstant això, els pilots no estaven exposats a la pressió extremadament baixa, ja que els hauria matat, sinó asseguts en una càpsula pressuritzada.
La supervivència humana a Mart requeriria viure en hàbitats artificials de Mart amb complexos sistemes de suport vital. Un dels aspectes clau d'això serien els sistemes de processament de l'aigua. En ser fet principalment d'aigua, un ésser humà en moriria en qüestió de dies. Fins i tot una disminució d'un 5-8% de l'aigua corporal total provoca fatiga i marejos i un 10% disminueix el deteriorament físic i mental (vegeu Deshidratació). Una persona al Regne Unit consumeix de mitjana entre 70 i 140 litres d'aigua al dia.