В рамках будущих космических миссий рассматриваются возможности организации пилотируемых полетов. Одной из основных проблем в таком случае является обеспечение ресурсами, особенно для длительных миссий, т. к. доставка большого количества запасов с Земли сложно реализуема технически и затратна. Один из альтернативных перспективных подходов – ISRU (in-situ resource utilization) – предполагает использование местных ресурсов.

К первоочередным потребностям пилотируемых космических миссий относятся кислород и вода. На Марсе обе они могут быть удовлетворены за счет переработки подповерхностного льда путем гигиены и электролиза. К тому же кислород можно получать из атмосферного углекислого газа по технологии MOXIE.

Также необходимы пищевые ресурсы. На основе проекта EDEN ISS, проводившегося в Антарктиде с 2018 по 2022 г., исследователи выяснили, что для обеспечения ими каждого участника миссии потребуется 40-65 м2 посевных площадей. Растениеводство, помимо решения вопроса продовольствия, улучшит условия среды, вырабатывая кислород и поглощая углекислый газ. Однако нужно учитывать возможности выращивания растений на местном реголите.

Кроме того, в условиях разряженной атмосферы Марса требуется защита от космической радиации. Ее можно обеспечить путем экранирования жилых модулей местным реголитом.

Исследователи выделили ряд перспективных регионов планеты для добычи ресурсов: Juventae Chasma (каньон с обилием гидратированных минералов, подходящих для получения воды), Mawrth Vallis (также содержит свидетельства присутствия гидратированных минералов), Meridiani Planum (равнина с однородными отложениями, удобными для добычи), Utopia Planitia (предположительно, содержит залежи подповерхностного льда). Помимо наличия ресурсов для налаживания их добычи важны легкодоступность территории и умеренность климатических условий.

ISRU находится на начальном этапе разработки. Так, для организации разработки ресурсов потребуются геологоразведочные орбитальные и наземные миссии. К тому же нужно будет отработать технологии добычи. Это займет десятилетия.