最新研究认为，尽管把火星改造成类似地球的环境在原理上并非不可能，但所需的质量、热量、氧气和能量规模都远远超出当下人类的技术能力，因此火星在未来很长时间内仍将难以居住。 这项发表在《APS Open Science》上的研究由美国喷气推进实验室的Slava Turyshev撰写，重点解释了火星地球化进程为何会被现实条件严重拖慢。
研究将火星改造成宜居星球的过程拆分为几个关键阶段。 目前的火星极度寒冷，大气稀薄，人类若想在表面生存，必须依赖复杂的生命维持系统。 下一步是让大气压至少短暂高于水的三相点，也就是在 0 摄氏度下达到约 6.1 毫巴，这样水才可能同时以固态、液态和气态共存。 再往后，则是建立适合局部或区域农业的“衬衫袖式温室”环境，这通常需要依靠规模巨大的温室结构；如果这种模式扩展到全球，就会形成一种类似“世界大棚”的状态，研究中称为“paraterraforming”。
当大气压继续升高，火星表面压力若达到 62.7 毫巴，人类血液在表面温度下就不会因环境过于极端而沸腾。 而真正意义上的地球化，还需要一个可呼吸的大气层，其中要包含大量氮气，以及约 210 毫巴的氧气，总气压大约达到 500 毫巴，同时火星温度也必须明显高于今天的水平。
但真正令人望而却步的是这些目标背后的物质规模。 仅仅把火星气压提升 1 毫巴，就需要增加约3.89×1015 千克的气体，接近火卫一的质量。 如果要达到完整可呼吸的大气，则需要接近1018 千克的物质，规模大致相当于土星不规则卫星贾努斯（Janus）的质量。 研究作者指出，太阳系中确实存在很多类似大小的天体，因此从“给一颗行星造大气”的角度看，这种物质并不是完全不存在，但问题在于人类目前根本没有能力完成这种转移。
温度同样是巨大障碍。 研究估算，要让火星达到足以让液态水稳定存在的全球平均温度，必须将其整体升高约 60 摄氏度。 为此可以设想多种方案，比如向大气中注入吸收短波辐射的纳米颗粒，或释放大量二氧化碳，甚至有工程设想是铺设巨型反射镜来集中太阳光加热火星。 但 Turyshev 的计算显示，若采用镜面加热方案，所需镜面总面积将达到约 7000 万平方公里，远超当前工业能力。
氧气制造则是另一道难关。 若要建立可呼吸的大气层，需要生产约8.2×1017 千克氧气，而最现实的方式是从水中分离氧气。 这意味着还要消耗更多水，因为分解过程中氢元素会被分离出去。 按研究者的估算，这相当于在火星每平方米表面上提供约 6 立方米的水。
不过，研究并非全盘悲观。 作者指出，火星表面实际上拥有足够的水冰，甚至在满足造氧需求后仍可能留下足以形成海洋和湖泊的水量。 用于制造大气的总水量，大约只占火星已知且容易获取的表面冰储量的 20% 左右。 这意味着一些极端设想——例如不断用含水彗星撞击火星来造海造气——可能并不是必需的。
真正的瓶颈还是能量。 研究估算，要把足够的氧气从水中分离出来，至少需要1.2×1025 焦耳能量；即便分摊到 1000 年，也要求持续输出约 380 太瓦的功率，接近地球当前全年全球能源消耗的 20 倍。 研究结论认为，以人类当前文明水平，几乎不可能提供这样的能量规模，但未来后代未必完全没有机会。
因此，作者给出的现实路径并不是立刻尝试把整颗火星“改造成地球”，而是先推进更可行的中间目标，比如建造封闭式温室和局部稳定居住区。 这类方案虽然距离真正的火星殖民仍有很大差距，但至少更接近当前技术可实现的范围。 研究总体传递出的信息很明确：火星或许有一天能变得更像地球，但那将是一个极其漫长、成本极高、且远超现阶段能力的工程。