目前据探测，火星有着与地球最接近的环境，它的半径为地球的53%，体积为地球的15%，质量为地球的11%，表面重力为地球的38%。火星有稀薄的大气，95%是二氧化碳，还有3%的氮，大气密度约为地球大气的1%。火星每24.63小时自转一圈，并在一条椭圆轨道上以25.2度的倾斜角绕太阳公转，周期为687天，因而与地球一样，有四季分明的气候，冬季最低温度为-125℃，夏季最高22℃，平均气温-63℃。这样的自然状态虽然仍不适合人居住，但与月球相比，可以说有天壤之别。
科学家们一直认为，火星上可能有水，迄今探测发现的大量水流痕迹，至少说明火星上曾经有过滔滔大水。那么，这些水哪里去了？它们不可能全部消散到太空，在两极和地表下可能会有冰冻水存在。现在美欧和日本，每当火星冲日前后，都要发射火星探测器，其主要目的就是探寻火星上水的踪迹。一旦在火星上找到水源，在火星上建立密闭生态循环系统就要比在月球上容易得多、经济得多。如火星上有大气，可以降低辐射强度等，密闭要求要低得多。另外，火星上到处都是氧化铁等氧化物质，可还原出氧气来。火星上的风能也比地球上要丰富得多；火星上有地热能；还可利用二氧化碳和氢制造甲烷燃料；也可用重氢进行核发电等。
航天探测表明，早期的火星气候很炎热，大气密度是现在的10～50倍，这与现在的地球环境相差无几，而比早期地球环境可能更优越，地球可以成为绿色行星，火星为什么不能呢？所以一些科学家提出了许多绿化火星的设想，一些太空美术家则描绘了一幅幅火星未来的美丽图景。
绿化火星的关键在于提高火星表面的大气温度，以及增加氧气浓度。有的科学家建议，在围绕火星的轨道上设置大型反射镜，向火星反射阳光。也有的科学家建议在火星大气中释放含氯氟烃的气体，著名天文学家和科普作家卡尔·萨根则建议制造黑色尘埃云，因为它们可以产生温室效应。在温度提高以后，火星两极和地表下的冰冻水就可以逐渐融化。这不仅可以使地表上出现液态水，还可汇集成几百米深的液态水的海洋，发展海洋生物。
有了液态水和温暖的气候，各种植物就可以加速生长和繁殖，它们在光合作用中放出氧气；同时还可繁殖酵母和细菌之类的简单生命体，它们也可放出氧气；为了加快氧气增加的速度，还可通过电解氧化铁产生氧气。
有了温暖的气候和充足的氧气，人就可以走出封闭居室，甩掉密闭生态循环系统，在火星表面上生活。为了使火星环境更趋近于地球环境，还可建立生产氮气的工厂，使火星大气具有与地球大气完全相同的成分。
为了使火星生命免受太阳紫外线的伤害，还可建立生产臭氧之类气体的工厂，将这些能过滤紫外线的气体释放到火星大气的上层，使太阳的强紫外线无法到达火星表面。在如此绿化的火星上，人们就真正可以像在地球上一样自由自在地生活了。
知识链接
火星上的洞穴可以很好地保护未来人类移民免受宇宙辐射、恶劣天气的伤害和影响，此外，火星洞穴内可能还包含着大量矿物、水分、冰块，这些足以为火星移民提供支持生命的原料。因此，火星洞穴可能会成为人类未来移民火星的最早落脚点。
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