对于雄心勃勃的火星先驱们来说，幸运的是，人类花了很多时间思考如何在这个距离地球5500多万公里、相对不适宜居住的星球上生活。从建造巨大的泡沫城市到地下基地，各种想法层出不穷，美国宇航局（NASA）甚至提出用真菌建造的火星房屋。虽然与有沸腾的高温和有毒的大气的金星，或根本没有大气的月球，亦或是零重力的空间站相比，火星可能是更可取的选择，但它的生存环境同样恶劣。
地外文明搜索研究所（SETI Institute）的帕斯卡尔·李(Pascal Lee)解释说：“你会冒泡死的。”在地球上，由于我们拥有友好的大气层和有益的磁场，人类从不担心喝饱苏打水的后果。但是在火星上，我们需要建立基础设施来解决地球能够自动处理的问题。当然，我们还必须开发方法，从火星上提取我们生存所需的水和氧气，而它们都隐藏在冰块、土壤、岩石和极其稀薄的空气中。
然而，帕斯卡尔·李和其他已经对火星上的许多死亡方式进行了分类的人并不认为这些是不可逾越的障碍。事实上，可能会有一种现成的解决方案可以让我们在火星上生活，即使从人类首次到达火星的那一刻起就可以部署。
住在”停车场“
第一批乘坐SpaceX星际飞船抵达火星的人，很可能一开始就会在着陆的宇宙飞船上生活和工作。该公司首席火星开发工程师保罗·伍斯特(Paul Wooster)在2018年的火星协会大会上说：“星际飞船在火星表面非常有价值。实际上，我们会让大多数飞船留下来，使用飞船上的各种系统来支持那里的活动。”
然而，抵达后住在飞船里并不只是SpaceX的设想。火星协会成立于1998年，旨在倡导探索火星并在火星上建立人类居住地，该协会有自己的“火星直达”（Mars Direct）计划。它还建议人们直接搭乘栖息地前往火星，一旦地球人到达，这些栖息地就可以用来在火星表面建立基地。
这些栖息地可以连接起来，就像模块化建筑在地球上用卡车运来运去，然后在现场快速连接起来一样。火星协会主席罗伯特·祖布林博士(Robert Zubrin)在2018年时表示：“到2030年，我们可能会有人生活在火星上。到2040年，我们可能会在那里建成永久性人类基地。”
除了带着自己的庇护所开始，火星拓荒者还必须带上合适的工具，从崎岖的地形中收获材料，以便建造永久聚居地。斯蒂芬·彼得拉内克(Stephen Petranek)在他的书《我们将如何在火星上生活》(How We‘ll Living on Mars)中写道：“与早年在火星上生活有关的事情很少涉及来自地球的现成设备和补给，在火星上使用的几乎每个工具或装置都需要经过深思熟虑的探讨。”
从头开始建设
从长远来看，像2015年大片《火星救援》（The Martian）中主角马特·达蒙（Matt Damon）利用的那种基本模块营地，可能不能提供足够的辐射和其他危险保护，特别是在强烈的太阳耀斑直接瞄准火星的情况下。辐射屏蔽不需要太高技术，由水或某些塑料制成的屏障可以发挥作用，甚至可以简单地进入地下躲避。
美国宇航局前内科医生吉姆·洛根(Jim Logan)估计，把我们脆弱、肉质的身体放在大约2.7米深的火星土壤下面应该就足够了。火星协会主席祖布林还建议使用火星风化层制成的厚砖来建造避难所，为火星前哨更传统的光滑和未来主义建设愿景增加了独特的中世纪城堡氛围。
古老的熔岩管和地下洞穴也是理想的避难所，无论是在早期还是在紧急情况下，如有时可能蔓延到整个星球的重大沙尘和太阳风暴。
在没有其他选择的情况下，3D打印技术为创建自定义结构提供了另一种替代方案。美国宇航局曾在2019年举办了一场3D打印栖息地挑战赛，纽约的AI SpaceFactory公司(自称“多行星建筑和技术设计机构”)赢得了最高奖项，因为该系统使用几乎不需要人类指导的自主机器人构建轻便但坚固的结构。
然而，进入地下或构建厚厚的围墙对维持火星上任何存在的农业都不是很好。机械工程师安德鲁·盖兹勒(Andrew Geiszler)在2015年火星协会大会上建议，接地玻璃穹顶可能是最好的答案。火星提供了制造玻璃、塑料和金属所需的所有原材料，然后这些材料可以变成圆顶住宅。他说：“归根结底，我们需要使用本地材料。这是非常可行的，它们就在那里等着我们去拿。”
几十年前，玻璃穹顶结构在火星定居点的愿景中始终很受欢迎，包括最近惠普的火星家园星球概念挑战赛的某些效果图，这次挑战赛要求设计师为火星上建造城市制定规划。
这就引发了一个问题，那就是确切地说，火星上的什么地方是建立人类居住地的最佳地点。如果没有水，上述一切都是不可能实现的，我们需要水来制造氧气、种植粮食、生产燃料以及充当制造其他必需品的原材料。因此，在选择火星基地时，找到珍贵的水源将是首要任务，与寻找躲避自然危险的避难所同样关键。
科学家们已经在火星土壤中发现了水，在空气中也发现了微量的水，在冰层附近和表面之下也发现了大量的水。搬到火星冰盖的边缘可能会太冷、风也太大，但这个星球也有有趣的陨石坑和峡谷，它们提供了某种程度上更适宜的避难所、建筑材料和来自冰沉积甚至可能是泉水的水源。“水手谷”就是个巨大的峡谷，比美国著名的大峡谷长8倍深4倍，这里经常被认为是人类能在火星上站稳脚跟、将那里建成第二故乡的绝佳所在。
改造火星
在火星上维护所有必要的生命维持系统将是一项相当艰巨的任务，这就是为何马斯克和其他人设定长期愿景的原因，我们需要扩大在火星上构建的宜居气泡，最终覆盖整个星球。
这一概念通常被称为“外星环境地球化”，它将涉及到改变火星的环境，使其更像地球。值得注意的是，马斯克提议对火星两极进行核化，以释放大量温室气体来使火星变暖，尽管他也愿意接受巨大的太阳镜设想。其他方法包括输入甲烷或氨来启动温室效应。无论如何，这样的项目可能是一个长达几个世纪的倡议。
