**화성의 테라포밍** 또는 **화성 개조**는 화성을 지구와 비슷한 환경으로 만들어 인간이 살 수 있는 공간으로 만드는 프로젝트이다. 이 과정은 다양한 자원집약적 계획을 통해 지구의 현존하는 기후, 대기, 지표면의 재생과 새로운 생태계의 설치와 관련이 있을 것이다.

화성은 행성 중 지구에서 2번째로 가깝고, 지구와 크기가 비슷해 그나마 중력의 정도가 비슷하고, 과거 지구와 유사한 환경이었을 것으로 추정되며, 지금도 유사한 점이 상대적으로 많기 때문에 환경을 바꾸기에 적합하다고 하여, 관련 분야에서 가장 많이 거론되고 있는 행성이다. 낮은 중력, 지구에 비해 낮은 빛 수준, 자기장 부족 등이 화성의 테라포밍에 어려움을 줄 수 있다.

현재의 기술이 행성을 살 수 있는 환경으로 만들 수 있는 지에 대해서는 의견이 분분하다. 다른 이의에는 지형 형성에 대한 윤리적 우려와 그러한 사업에 수반될 상당한 비용이 포함된다. 행성을 테라포밍하는 이유에는 지구의 자원 사용과 고갈에 대한 우려 완화와 다른 행성의 변화 및 후속 또는 동시 정착이 인류의 멸종 확률을 감소시킨다는 주장이 포함된다.

## 시작
미래에는 인구 증가와 자원의 고갈로 새로운 인간의 주거 환경이 요구된다. 이에 달이나 화성 같은 가까운 행성들이 가장 적합하다고 생각된다.
다양한 방면에서 화성은 태양계에서 지구와 가장 비슷한 행성이라 평가 받는다. 과거에 지구와 더 비슷했다는 증거들도 많이 있으나 현재는 물과 대기가 고갈된 상태이다(자기장의 감소로 인해). 그리고 현재 우리의 지구 만으로 이 넓은 우주를 알기에 부족하다. 그래서 우리는 행성 식민지화를 시작해야 하고 그래야 그것이 인간 발전이 된다. 하지만 여기에는 여러 기술적으로 나 윤리적으로 문제가 따르기에 아직 실현에 어려움이 많다.

## 동기와 부작용
미래의 인구 증가, 자원 수요, 그리고 종말 논법에 대한 대체 해결책은 화성, 달과 같은 지구 이외의 다른 천체들에 대한 인간의 이민을 요구할 수도 있다. 우주 이민은 태양계의 에너지와 물질 자원을 얻는 것을 용이하게 할 것이다.

많은 면에서, 화성은 태양계의 다른 모든 행성들 중에서 가장 지구와 유사하다. 화성에는 지질역사 초기에 대기권 이탈로 수억 년 동안 손실된 두꺼운 대기와 풍부한 물이 있어 지구와 비슷한 환경이 있었던 것으로 추정된다. 유사성과 근접성의 토대를 고려할 때, 화성은 태양계에서 가장 그럴듯한 지구 형성 대상 중 하나가 될 것이다.

부작용으로는 토착생물의 잠재적 변위나 파괴가 있다.

## 문제점
화성 환경은 극복해야 할 몇 가지 문제점을 제시하며, 이는 특정 주요 환경 요인에 의해 제한될 수 있다.

### 우주 날씨의 영향에 대항하는 것
화성은 고유의 자기장을 가지고 있지 않지만, 태양풍은 화성의 대기와 직접적으로 상호작용하여 자기장 튜브로부터 자기장을 형성하게 한다. 이것은 태양 복사를 완화하고 대기를 유지하는 데 어려움을 제기한다.

자기장의 부족, 상대적으로 작은 질량, 그리고 대기 광화학 모두 시간이 지남에 따라 표면 액체 물의 증발과 손실에 기여했을 것이다. 지구의 오존층은 추가적인 보호를 제공한다. 자외선은 물을 수소와 산소로 분해하기 전에 차단된다.

### 낮은 중력과 압력
화성의 표면 중력은 지구의 38%이다. 이것이 무중력 상태와 관련된 건강 문제를 예방하기에 충분한지는 알려지지 않았다.

화성의 대기는 지구 해수면에서의 약 1%의 압력을 가지고 있다. 지구 온난화에 의해 방출될 경우 레골리스와 남극 캡에 30에서 60 킬로파스칼의 대기를 형성하기에 충분한 얼음이 있을 것으로 추정된다.

### 화성에서의 호흡
현재 화성 대기의 기압은 1kPa 미만이며 암스트롱 한계치인 6kPa에 크게 못 미치는데, 매우 낮은 압력으로 인해 침, 눈물, 폐포를 적시는 액체와 같은 노출된 체액체가 끓어 없어진다. 압력 보호복이 없다면, 어떤 방법으로도 통기 가능한 산소가 몇 분 이상 산소를 내뿜는 생명을 유지할 수 없을 것이다. 이런 상황에서는 압박복이 생명유지장치를 제공하지 않는 한 인간은 몇 분 안에 사망한다.

만약 화성의 대기압이 19 kPa 이상으로 상승할 수 있다면, 압력복이 필요하지 않을 것이다. 방문객들은 양압 상태에서 100% 산소를 공급하는 마스크만 착용하면 된다. 대기압이 24kPa로 더 증가하면 순수한 산소를 공급하는 간단한 마스크가 가능해질 것이다. 그러나 CO 농도는 사람에게 졸음을 유발한다. 충분한 산소가 있는 경우에도 7%에서 10%의 농도는 질식을 유발할 수 있다.

### 대기
지구와 목성은 두꺼운 대기를 보존할 수 있는 장점이 있지만 화성은 그렇지 못해 주기적으로 대기 구성에 필요한 기체들을 공급해줘야 하거나 혹은 뚜껑이 필요하다. 그러나 태양계에는 화성에 공기를 공급할 정도의 공기가 없어, 뚜껑 또한 태양열과 태양빛을 막아 화성이 더 추워질 수 있다.

### 우주 환경
화성은 자기장이 희박하다. 이는 태양계에서 오는 각종 유해 물질을 막기 힘들다는 것을 의미한다. 화성 생성 초기에 얇은 대기 때문에 소실되었다고 짐작된다.

## 장점
해결해야 할 많은 문제가 있지만 장점도 있다.
우선 화성은 태양계에서 테라포밍 하기에 가장 적합한 행성으로 평가되며 극관에는 많은 물이 고체상태로 존재한다. 이 얼음이 녹으면 11m 깊이의 바다를 생성할 수 있다. 이 얼음은 드라이아이스도 포함하는데, 이를 녹이면 일종의 대기를 생성하는데 도움이 된다. 실제로 여름에는 이산화탄소가 구름을 생성하기도 한다.

과학자들에 따르면, 화성은 만약 농축된 온실가스가 대기압을 증가시킬 수 있다면 표면의 액체 물이 지탱될 수 있는 태양계의 지역인 생명체 거주가능 영역의 바깥 가장자리에 존재할 것이라고 한다.

화성의 발달 초기 단계에서 화성의 대기 두께가 지구와 같았으며, 화성의 압력이 지표면에 풍부한 액체 상태의 물을 지탱하고 있었다는 강력한 징후가 있다. 화성의 토양과 대기는 황, 질소, 수소, 산소, 인, 탄소를 포함한 생명체에 중요한 많은 주요 요소들을 포함하고 있다.

단기적으로 유발된 기후 변화는 대기 중 이산화탄소의 증가와 그에 따른 대기 수증기의 증가로 인한 온실 온난화에 의해 야기될 가능성이 높다. 이 두 가스는 화성 환경에서 온실 온난화의 유일한 원인일 가능성이 있다. 피닉스 착륙선이 채취한 토양 샘플의 분석 결과 과염소산염의 존재가 밝혀졌는데, 과염소산염은 화학 산소 발생기에서 산소를 방출하는 데 사용되어 왔다. 전기 분해는 충분한 액체 상태의 물과 전기를 사용할 수 있다면 화성의 물을 산소와 수소로 분리하는데 사용될 수 있을 것이다. 하지만, 만약 대기로 분출된다면, 그것은 우주로 탈출할 것이다.

## 제안된 방법 및 전략
화성의 테라포밍은 세 가지 주요한 연속된 변화를 수반할 것이다. 자기권과 대기권이 형성되어야 하고, 온도가 상승해야 한다. 화성의 대기는 상대적으로 얇고 표면 압력이 매우 낮다. 화성의 대기는 화성이 가열되기 시작하면 주로 알려진 온실 기체인 이산화탄소로 구성되어 있기 때문에, 이산화탄소는 표면 근처에 열에너지를 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 게다가, 더워지면서, 더 많은 이산화탄소가 극지방의 얼어붙은 매장량으로부터 대기 중으로 유입되어 온실 효과를 높인다. 이것은 대기를 만들고 그것을 가열하는 두 가지 과정이 테라포밍을 유도하면서 서로를 증가시킨다는 것을 의미한다. 하지만, 태양풍에 의한 침식에 대한 지구 자기장의 보호 부족으로 인해 대기를 함께 유지하는 것은 어려울 것이다.

### 암모니아 가져오기
화성 대기를 증가시키는 한 가지 방법은 암모니아를 도입하는 것이다. 많은 양의 암모니아가 태양계 외행성들에 동결 형태로 존재할 가능성이 있다. 암모니아가 풍부한 물체나 그보다 작은 물체들이 화성과 충돌하여 암모니아를 화성 대기로 옮기는 것이 가능할지도 모른다. 따라서 암모니아가 강력한 온실 가스이기는 하지만, 행성의 온난화를 많이 일으키지는 않을 것이다. 아마도, 이 질소 가스는 화성의 원래 대기의 대부분을 빼앗은 것과 같은 과정에 의해 결국 고갈될 것이지만, 이 과정들은 수억 년이 걸릴 것으로 예상된다. 가벼워졌기 때문에 수소는 훨씬 더 빨리 제거될 것이다. 이산화탄소는 암모니아 밀도의 2.5배, 화성이 겨우 버티고 있는 질소 가스는 밀도의 1.5배가 넘기 때문에 분해되지 않은 수입된 암모니아도 우주로 빠르게 사라지게 된다.

### 탄화수소 가져오기
화성 대기를 만드는 또 다른 방법은 메테인(CH 메테인은 온실 효과를 악화시키는 역할을 하는 대기 중으로 배출될 수 있다.

### 플루오린 화합물의 사용
특히 육플루오린화 황, 염화 플루오린화 탄소(CFC), 과플루오린화탄소(PFC)와 같은 강력한 온실가스는 화성을 초기에 따뜻하게 하는 수단이자 장기적인 기후 안정을 유지하는 수단으로 제시되어 왔다.

### 반사율 감소
화성 표면의 반사율을 감소시키면 열 흡수 측면에서 들어오는 햇빛을 더 효율적으로 사용할 수 있을 것이다. 이것은 태양계에서 가장 검은 물체들 중 하나인 화성의 위성인 포보스와 데이모스에서 나오는 어두운 먼지를 퍼뜨리는 것으로 이루어질 수 있다. 또는 지의류, 조류, 박테리아와 같은 어두운 극한환경 미생물을 도입함으로써 이루어질 수 있다. 그러면 땅은 더 많은 햇빛을 흡수하여 대기를 따뜻하게 할 것이다. 하지만, 화성은 이미 태양계에서 두 번째로 어두운 행성이어서 들어오는 햇빛의 70% 이상을 흡수하고 있기 때문에 화성을 더 어둡게 만드는 범위는 작다.

만약 조류나 다른 녹색 생명체가 형성된다면, 그것은 인간이 숨을 쉴 수 있을 만큼 충분하지는 않지만, 대기에 적은 양의 산소를 제공할 것이다. 산소를 생산하기 위한 전환 과정은 물에 매우 의존하는데, 물이 없다면 이산화탄소는 대부분 탄수화물로 전환된다. 게다가, 화성에서 산소는 산소의 순환이 있는 지구와 다르게 우주로 사라지기 때문에, 이것은 행성으로부터 영구적인 손실을 나타낼 것이다. 이러한 두 가지 이유로 인해 폐쇄적인 시스템 안에서 그러한 삶을 배양하는 것이 필요할 것이다. 이것은 폐쇄성 계의 반사율을 감소시키지만(성장이 화성 토양보다 반사율이 낮다고 가정할 때), 행성 전체의 반사율에는 영향을 미치지 않을 것이다.

2012년 4월 26일, 과학자들은 이끼가 살아남았고 독일 항공우주 센터(DLR)가 관리하는 화성 시뮬레이션 연구소(MSL)에서 34일의 시뮬레이션 시간 내에 광합성 활동의 적응 능력에 주목할 만한 결과를 보였다고 보고했다.

반사율 감소에 관한 마지막 문제는 화성에서 흔히 볼 수 있는 황사 폭풍이다. 이것들은 행성 전체를 몇 주 동안 덮고 있고, 반사율을 증가시킬 뿐만 아니라, 햇빛이 지표면에 도달하는 것을 막는다. 이것은 행성이 회복하는 데 수 개월이 걸리는 표면 온도 하락을 일으키는 것으로 관찰되어 왔다. 일단 먼지가 가라앉으면, 그것은 그것이 착륙하는 모든 것을 덮고, 태양의 시야에서 반사율 감소 물질을 효과적으로 지운다.

### 자금 지원 연구: 에코포에시스
2014년 이래로, NIAC와 테크샷사(Techshot Inc)는 화성 토양에서 분자 산소 생산을 위해 산소를 생산하는 남세균과 조류의 군집을 사용하는 밀폐된 바이오돔을 개발하기 위해 함께 일하고 있다.

만약 이 실험이 화성에서 효과가 있다면, 그들은 미래의 화성 생명 유지 시스템으로의 인간 임무를 위해 산소를 생산하고 수확하기 위해 바이오돔이라고 불리는 몇몇 크고 밀폐된 구조물을 지을 것을 제안할 것이다.

2015년 6월 아칸소 대학교의 연구는 화성의 저기압에서 일부 메테인 세균이 살아남을 수 있다고 제안했다.

### 대기 보호
테라포밍 화성의 한 가지 중요한 측면은 대기가 우주로 사라지지 않도록 보호하는 것이다. 일부 과학자들은 행성 전체의 인공 자기권을 만드는 것이 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 추측한다. 두 명의 NIFS 일본 과학자들에 따르면, 각각 충분한 양의 직류를 전달하는 냉장 위도 초전도 링 시스템을 구축함으로써 현재의 기술로 그렇게 하는 것이 가능하다고 한다. 같은 보고서에서는 행성 에너지 전달 및 저장 시스템(SMES)으로도 사용하여 시스템의 경제적 영향을 최소화할 수 있다고 주장한다.

#### L 궤도에서의 자기 방패
2017년 2월 말에 행성과학 비전 2050 워크숍이 있는 동안, NASA 과학자 짐 그린은 고에너지 태양 입자로부터 행성과 태양 사이에 자기 쌍극자장을 두는 개념을 제안했다.

### 테라포밍의 열역학
남극 만년설에서 를 승화하는 데 필요한 전체 에너지는1993년 Zubrin과 McKay에 의해 모델링되었다.

액체 상태의 물이 존재할 수 있도록 필요한 표면 또는 대기 온도는 결정되지 않았으며, 대기 온도가 245K(-28°C; -19°F)까지 낮을 경우에만 액체 상태의 물이 존재할 수 있을 것으로 추정된다. 하지만, 10K의 온난화는 액체 상태의 물을 생산하기 위해 필요한 것보다 훨씬 적다.