Ludzkość od zarania dziejów spoglądała w gwiazdy. Poza Księżycem, ale o tym kiedy indziej, jednym z jaśniejszych obiektów, jakie widać w bezgwiezdną noc na niebie jest Mars. W erze technicznej planeta ta budziła obawy (w zdecydowanej większości opowiadań i filmów na ten temat Marsjanie są wrogo nastawieni) ale, co bardziej istotne, wzbudzała zainteresowanie. Począwszy od odkrycia rzekomych kanałów irygacyjnych przez Savigliano i Schiaparelliego Mars poddawany był ciągłym obserwacjom. Na przestrzeni lat zmieniały się techniki obserwacyjne, kanały okazały się złudzeniem, a Mars zaczął być traktowany jako cel przyszłych wypraw kosmicznych. Obecnie już się nie zastanawiamy jak i kiedy dolecimy na Marsa (bo to już generalnie wiemy, a misje takie są w fazie przygotowań), ale coraz więcej uwagi poświęca się zagadnieniu eksploracji Marsa, a w konsekwencji budowy niezbędnej infrastruktury do późniejszego jego zasiedlenia.
Są dwa główne ograniczenia eksploracji Marsa - jest on bardzo daleko, a środowisko jest skrajnie nieprzyjazne. Mars oddalony jest od ziemi o około 60 mln km. Przy obecnym poziomie techniki transport zasobów z Ziemi będzie bardzo kosztowny, długi i niebezpieczny. Wyniesienie 1 kg ładunku poza atmosferę (bo zasadniczo kosztem jest pokonanie przyciągania ziemskiego), kosztuje w jednej z prywatnych firm budującej rakiety Falcon około 1,5 tys. dolarów (co i tak jest tanio bo to około 40 razy mniej niż wahadłowcem NASA).
Nie tylko z tego ale też z wielu innych powodów istotne jest maksymalne wykorzystanie zasobów znajdujących się na Marsie, w tym również surowców do wznoszenia obiektów budowlanych. Stosunkowo dużo uwagi do tej pory poświęcano opracowaniu skutecznych w układach zamkniętych sposobów organizacji i utrzymania odnawialnych upraw roślinnych (wyżywienie, produkcja tlenu, pochłanianie CO2). Głównym problemem jest długofalowe zapewnienie ich samoodtwarzalności, a co za tym idzie samowystarczalności załogi. Znacznie mniej uwagi poświęcano technikom wznoszenia obiektów infrastruktury na Marsie, ich utrzymania i eksploatacji, szczególnie pod względem ich trwałości. Średnia temperatura powierzchni planety zazwyczaj nie przekracza kilkudziesięciu stopni poniżej zera, a w ekstremalnych sytuacjach osiąga nawet -120oC. Ze względu na bardzo niskie ciśnienie atmosferyczne brak jest wody w stanie ciekłym. Tu mała powtórka z fizyki – warto spojrzeć na diagram fazowy wody, jesteśmy blisko punktu potrójnego, ale z tej nieciekłej strony. Obserwowane są również zamiecie pyłowe, niekiedy trwające wiele dni, a cienka atmosfera nie chroni powierzchni od intensywnego oddziaływania promieniowania kosmicznego i UV.
Od kilku lat zakłada się, że jedyną techniką pozwalającą na sukcesywne wznoszenie obiektów na Marsie jest autonomiczny druk 3D z mieszanek wykorzystujących jako główny składnik regolit marsjański. Nierozstrzygniętym do tej pory zagadnieniem jest rodzaj spoiwa, które może być wykorzystane do sporządzenia mieszanki do druku. Mało uwagi poświęca się zagadnieniu oceny potencjalnego oddziaływania atmosfery marsjańskiej na obiekty, które będą budowane na powierzchni. No właśnie, czy na pewno na powierzchni? Promieniowanie kosmiczne znacznie ogranicza takie rozwiązania. Warunki eksploatacji budynków zasadniczo będą odmienne od znanych. Jedną z istotnych różnic jest problem utrzymania szczelności obiektów, wynikający z zakładanej różnicy ciśnień we wnętrzu obiektów w stosunku do ciśnienia atmosferycznego (100 razy większe ciśnienie wewnątrz). Chcemy przecież w bazie chodzić bez kombinezonów.
Problem ewentualnej sublimacji lodu wodnego rozproszonego w regolicie wykorzystanym do budowy w rzadkich przypadkach występowania temperatury dodatniej jest również nierozpoznanym zagadnieniem wpływającym na trwałość budowli. Wreszcie destrukcja materiałów pod wpływem promieniowania kosmicznego i mimo większego oddalenia od Słońca – dużego promieniowania UV, szczególnie UV-C jest problemem, z którym nie spotykamy się na Ziemi w tej skali. Słowem nie będzie łatwo. Ale przecież inżynier to nie ktoś od rozwiązywania łatwych zadań, a wręcz przeciwnie! Właśnie teraz, kiedy projektowane lub adoptowane są technologie, które będą w niedługim czasie wykorzystywane w procesie zasiedlania Marsa, wraz z fizykami, astronomami, geologami i biologami w projektach podboju planet powinni zacząć pracować specjaliści zajmujący się technologią na dużą skalę – technologią materiałów budowlanych. Tylko takie multidyscyplinarne podejście może zaowocować możliwie najlepszymi rozwiązaniami. Zapewne również tam nie unikniemy błędów, które robimy na Ziemi, ale warto je z nadmiarem przewidzieć, bo reklamacja złożona przez właściciela swoich czterech kątów na Marsie może być bardzo kosztowna...