Alors que l’humanité est encore loin de construire une ville sur la planète rouge, les scientifiques et les architectes élaborent déjà des plans audacieux sur l’apparence et le fonctionnement de nos premières colonies martiennes. Ces conceptions convergent vers quelques principes clés :une protection robuste contre les radiations et les températures extrêmes, une utilisation efficace de ressources limitées et un équilibre entre les espaces de vie communs et privés.
Les dômes géodésiques, une structure construite à partir d'un réseau de triangles, sont les favoris des habitats martiens en raison de leur rapport résistance/poids et de la facilité avec laquelle ils peuvent enfermer de grands volumes. En 2018, une équipe de six chercheurs du Hawaii Space Exploration Analog and Simulation (HI‑SEAS) a testé un dôme en plastique léger dans une région isolée et aride près du volcan Mauna Loa. La structure comprenait des dortoirs séparés et des espaces communs, démontrant comment un dôme peut abriter un petit équipage dans des conditions martiennes simulées.
Sur Mars, cependant, le verre standard laisserait passer les rayonnements ionisants mortels. La plupart des propositions de dôme nécessitent donc des panneaux blancs opaques qui reflètent la lumière du soleil, ou des couches de régolithe (sol martien) enfouies au-dessus du dôme pour absorber les radiations et protéger les habitants de la chaleur.
Parce que Mars ne dispose pas des conditions nécessaires pour créer des forêts naturelles, les concepteurs envisagent des « forêts artificielles » combinant des structures habitables et des infrastructures vertes. Le concept primé « Redwood Forest » du MIT place des habitats en forme d’arbres à l’intérieur de dômes, avec des tunnels souterrains qui offrent des espaces privés et climatisés, protégés des radiations et des températures extrêmes. La disposition en forme d'arbre offre également des avantages psychologiques en imitant le paysage naturel de la Terre.
Certaines propositions privilégient les solutions souterraines :tunnels profonds, grottes naturelles ou cavernes artificielles pouvant être recouvertes d'une isolation et d'une protection contre les radiations. D’autres suggèrent des habitats modulaires – essentiellement des modules de type capsule spatiale avec des parois mobiles qui peuvent être reconfigurées en fonction de l’évolution des besoins. Les premiers colons pourraient même réutiliser des parties de leur vaisseau spatial de transport comme logements temporaires jusqu'à ce que des structures plus permanentes soient construites.
Chaque conception doit trouver un équilibre délicat :offrir des espaces publics et privés sûrs et confortables tout en protégeant les résidents de l’environnement hostile de Mars. À mesure que les premières colonies se développeront, elles évolueront probablement, tout comme les premières colonies terrestres, façonnées à la fois par les progrès technologiques et par les réalités pratiques de la vie sur une autre planète.