mini|250px|Künstlerische Impression einer Besiedlung des Mars (Quelle: NASA) Eine Marskolonisation ist die Gründung und Entwicklung von Siedlungen auf dem Planeten Mars. Derzeit befassen sich verschiedene Studien und Projekte mit den Problemen des bemannten Marsflugs, der Energie-, Roh- und Baustoffgewinnung sowie der Versorgung mit Wasser und mit Nahrung auf dem Mars. Unklar ist, unter welchen Voraussetzungen Menschen dauerhaft in der Marsumgebung überleben bzw. funktions- und arbeitsfähig bleiben könnten. Insbesondere ist ungeklärt, ob Menschen sich auf dem Mars erfolgreich fortpflanzen könnten.
Vorbereitende Untersuchungen In erdgebundenen Forschungsstationen von Organisationen wie der NASA, Roskosmos und der Mars Society wurde und wird erprobt, wie Menschen in einer isolierten, marsähnlichen Umgebung zurechtkommen. Viele der für eine Mission entscheidenden Parameter können bzw. dürfen aus technischen respektive ethischen Gründen allerdings nicht simuliert werden. Zu Ersterem gehört die deutlich reduzierte Schwerkraft und zu Letzterem die erhöhte Strahlenbelastung bei Anreise und Aufenthalt auf dem Mars. Die Untersuchung von Marsgestein durch Mars-Rover kann Informationen zu den auf dem Planeten vorhandenen Ressourcen liefern.
Das US-Raumfahrtunternehmen SpaceX versucht seit 2017 die Großrakete Starship zu entwickeln, die letztlich einen relativ kostengünstigen Transport von großen Frachtmengen und von Menschen zum Mars ermöglichen soll. Hiermit soll nach den Visionen des Firmengründers und -leiters Elon Musk die Voraussetzung für eine Besiedlung des Planeten geschaffen werden.Starship and Super Heavy: SpaceX's deep-space transportation for the moon and Mars. Space.com, 25. Dezember 2022.SpaceX's Starship could transform the space industry. Axios, 18. April 2023.Elon Musk says SpaceX's 1st Starship trip to Mars could fly in 4 years. Space.com, 17. Oktober 2020: „But SpaceX doesn't have any plans to actually build a Mars base. As a transportation company, its only goal is to ferry cargo (and humans) to and from the Red Planet, facilitating the development of someone else's Mars base.“ Musk nannte im Verlauf der Starship-Entwicklung eine Reihe von Terminen für erste Marsflüge, die sich als unrealistisch erwiesen.Elon Musk says SpaceX is on track to launch people to Mars within 6 years — here's the full timeline of his plans to populate the red planet. Business Insider, 2. November 2018. Seit 2024 stellt er erste bemannte Flüge für den Zeitraum 2029–2031 in Aussicht, was von Fachleuten ebenfalls in Zweifel gezogen wird.Elon Musk wants to put people on Mars by 2030. Don't count on it. Business Insider, 28. September 2024.Musk says first mission to Mars will launch next year. BBC, 15. März 2025.Trump and Musk's Planned Mission to Mars Could Actually Happen, Experts Say. Newsweek, 2. April 2025.The Future of the Starship Program, Block 3 and Mars. Nasaspaceflight, 30. Mai 2025.
SpaceX arbeitet bei der Vorbereitung der angestrebten Marsflüge mit Wissenschaftlern und am Marsflug interessierten Institutionen zusammen. Als ein geeignetes Zielgebiet für erste Marsflüge nannten Projektbeteiligte die Ebene Arcadia Planitia am nordöstlichen Rand des Gebirges Erebus Montes bei etwa 40° nördlicher Breite.Candidate Landing Site for SpaceX Starship Near Arcadia Planitia. University of Arizona, abgerufen am 8. Mai 2020.NASA checks SpaceX’s potential Starship landing sites on Mars, with water in mind. Geekwire, 1. September 2019.Elon Musk says SpaceX will launch its biggest Starship yet this year, but Mars in 2026 is '50/50'. Space.com, 30. Mai 2025.
Um Energie und Ressourcen zu sparen, wurden sogenannte Mars-to-Stay-Missionen vorgeschlagen. Bei einer solchen Mission sollen die ersten Astronauten auf dem Mars für unbestimmte Zeit dort bleiben.
Gegebenheiten im Vergleich mit der Erde mini|250px|Mars mit sichtbaren Polkappen Ähnlichkeiten mit der Erde Der Mars wird wissenschaftlich als erdähnlicher Planet klassifiziert. Signifikant sind im Vergleich mit der Erde: Die Länge des Marstages („Sol“ genannt) ist dem des Erdtages sehr ähnlich. Ein Sol dauert 24 Stunden, 39 Minuten und 35,244 Sekunden.
Der Mars besitzt eine Oberfläche, die 28,4 % der der Erde entspricht, und ist damit nur geringfügig kleiner als die Landfläche der Erde (29,2 % der Erdoberfläche).
Gegen die Pole der Ekliptik des Planeten ist dessen Rotationsachse um 25,19° geneigt. Der entsprechende Wert der Erde beträgt 23,4°. Im Ergebnis hat der Mars Jahreszeiten wie die Erde, obwohl diese fast doppelt so lang sind, da ein Marsjahr etwa 1,88 Erdjahre dauert.
Der Mars besitzt eine Atmosphäre. Obwohl diese sehr dünn ist (ca. 0,6 % der Erdatmosphäre), bietet sie dennoch einen gewissen Schutz vor der kosmischen und der Sonnenstrahlung. Sie wurde zudem erfolgreich für eine Atmosphärenbremsung von Raumfahrzeugen verwendet.
Neuere Beobachtungen durch den Mars Exploration Rover und den Phoenix Lander der NASA sowie die ESA-Sonde Mars Express bestätigen das Vorhandensein von Wassereis auf dem Mars.
Unterschiede zur Erde Die Stärke des planetaren Magnetfelds beträgt nur ca. ein Hundertstel des Erdmagnetfelds und bietet damit nur sehr wenig Schutz gegen kosmische Strahlung. Bereits nach drei Jahren Aufenthalt an der Oberfläche wären die Höchstwerte nach den Sicherheitsrichtlinien der NASA für Astronauten erreicht. Ob und wann der Mars ein neues Magnetfeld ausbilden könnte, ist unklar.Rainer Kayser: Kehrt das globale Magnetfeld zurück? Astro News, 1. Juli 2007.
Der Luftdruck auf dem Mars beträgt nur etwa 6 mbar (0,6 % der Erdatmosphäre), was weit unter der Armstrong-Grenze (61,8 mbar) liegt, bei dem Menschen ohne Druckanzüge oder Druckbehälter leben können. Die sehr dünne Atmosphäre besteht vorwiegend aus Kohlendioxid; somit ist sie nicht als Atemluft für Menschen geeignet. Die dünne Atmosphäre bietet zudem deutlich weniger Schutz gegen kleine Asteroiden.
Die Oberflächenschwerkraft auf dem Mars beträgt 38 % der Schwerkraft auf der Erde.
Weil der Mars weiter von der Sonne entfernt ist, ist die Menge an Sonnenenergie, die die obere Atmosphäre erreicht, weniger als die Hälfte der Menge, die die obere Atmosphäre der Erde oder die Oberfläche des Mondes erreicht. Allerdings wird die Sonnenenergie, die die Oberfläche des Mars erreicht, nicht durch eine dichte Atmosphäre wie auf der Erde behindert.
Der Mars ist mit einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur von −23 °C in Äquatornähe und einem Tief von −140 °C im Bereich der Polkappen deutlich kälter als die Erde. Die niedrigste Temperatur, die auf der Erde gemessen wurde, ist −93,2 °C, und dies in der Antarktis. Zudem variieren die Temperaturen wegen der exzentrischeren Umlaufbahn stärker als auf der Erde.
Es gibt keine Gewässer und wahrscheinlich kein Leben auf der Marsoberfläche.
Durch die weitere Entfernung zur Sonne ist das Marsjahr mit 668,6 Sol etwa doppelt so lang wie das Erdjahr.
Transport Verkehr zwischen Erde und Mars mini|hochkant=1.5|Reisedauer zum Mars in Abhängigkeit von Startdatum (Jan. 2024 bis Dez. 2033) und -geschwindigkeit
Aufgrund der großen und stark schwankenden Entfernung zwischen Erde und Mars würden sich Reisen zum Mars sehr aufwändig gestalten. Unter Verwendung heutiger Technologien benötigt ein Raumschiff ungefähr sechs bis zehn Monate für die Reise. Startfenster, die eine kurze Flugzeit mit einem geringen Bedarf an Beschleunigung verbinden, ergeben sich entsprechend der siderischen Periode Erde-Mars alle 779 Tage, also etwa alle zwei Jahre.
Um den Mars zu erreichen, benötigt man weniger Energie pro Masseneinheit (Delta-V) als zu allen anderen Planeten außer der Venus. Auf einer Hohmannbahn erfordert eine Reise zum Mars mit heutigen Technologien etwa neun Monate. Andere Flugbahnen, die die Reisezeit auf sieben oder sechs Monate im All verringern, sind zwar möglich, benötigen aber höhere Mengen an Energie und Treibstoff und sind bereits Standard für unbemannte Marsmissionen. Die Verkürzung der Reisezeit auf unter sechs Monate erfordert eine höhere Geschwindigkeitsänderung und eine exponentiell zunehmende Menge an Treibstoff. Dies ist mit chemischen Raketen nicht realisierbar. Forschungsprojekte für neue Antriebstechnologien wie zum Beispiel VASIMR oder nukleare Raketenantriebe zielen darauf ab, die interplanetaren Flugzeiten zu verkürzen.David Langkamp: VASIMR – In drei Monaten zum Mars? raumfahrer.net, 1. Dezember 2001. Eine andere Möglichkeit sind konstant beschleunigende Technologien wie Solarsegel oder Ionenantriebe.
Während der Reise unterliegen die Astronauten einer Strahlung, vor der sie geschützt werden müssen. Kosmische Strahlung und Sonnenwind verursachen DNA-Schäden, die das Krebsrisiko erhöhen. NASA-Wissenschaftler, die im Allgemeinen die Strahlungsgefahr anhand des Krebsrisikos bemessen, beziffern die durch eine tausendtägige Marsmission verursachte Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu sterben, mit 1 bis 19 %. Hier sei jedoch zu beachten, dass diese Wahrscheinlichkeit ein zusätzliches Risiko darstellt. Dies könnte zusammen mit der Basiswahrscheinlichkeit von 20 %, dass ein 40-jähriger Nichtraucher an Krebs stirbt, zu einem 39-%-Risiko führen, an tödlichem Krebs zu erkranken. Bei Frauen ist die Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken, bedingt durch den größeren Anteil des Drüsengewebes am Gesamtgewicht, vermutlich erhöht.Can People Go to Mars?. NASA Science, 17. Februar 2004 (englisch)
Die Wirkung von lange andauernden Raumfahrten auf den menschlichen Körper ist nur teilweise erforscht. Bekannt ist, dass langanhaltende Schwerelosigkeit Muskeln, Knochen und Kreislauf schwächt. Die psychologischen Auswirkungen der Isolation während eines Marsflugs wurde mit dem Experiment Mars-500 untersucht, das bis Ende 2011 lief. Sie erwiesen sich als beherrschbar.
Landung auf dem Mars Der Mars hat nur 38 % der Anziehungskraft der Erde, und die Dichte der Atmosphäre ist nur ca. 1 Prozent im Vergleich zur Erde.Michael Wapp: Der Planet Mars Die Schwerkraft und einige aerodynamische Effekte machen es erheblich schwieriger, ein größeres Raumfahrzeug mit Schubdüsen zu landen, wie dies bei den Apollo-Mondlandungen gelungen ist. Projekte mit schweren Landeeinheiten werden andere Brems- und Landungssysteme erfordern als bei früheren bemannten Mondmissionen oder unbemannten Marsmissionen verwendet wurden.Nancy Atkinson: The Mars Landing Approach: Getting Large Payloads to the Surface of the Red Planet. Universe Today, 17. Juli 2007 (englisch)
Versorgung miniatur|Mars (Aufnahme von Viking 1, 1980)