为了实现向火星移民，科学家们做了大量的准备工作。
首先是要制造新型火箭，新的自动机械设备，这就需要全新的技术。二十世纪中叶人类乘着“阿波罗”飞向月球，单程往返时间只用了三天，但是，以地球和火星之间的最近距离计算，按照“阿波罗”飞船的速度，飞往火星需要六个月时间，再用六个月返回地球。所以往返一次需要整整一年的时间，而且在火星上一天也不做停留。由此看来，要登上火星，还必须创制速度比“阿波罗”飞船速度快得多的新型飞船。于是科学家们开始了向第四宇宙速度的进军，这一工作目标在本世纪中期终于实现了。地球航空和航天局属下的东方航天中心在十年前的二四五五年研制成功了飞行速度为每秒一百一十二公里的次光速宇航船，每小时飞行四十万公里，用这个速度飞往火星，只需要一百四十余小时，将近六天时间。次光速宇航船的研制成功，标志着人类航天进入第四宇宙速度的新时代。
跟新型宇航工具相配套的工作还有航天器安全着陆的问题。要实现航天船在火星上安全降落，必须使用反推火箭和巨大的降落伞减慢速度。而降落伞必须非常非常大，东方航天中心在这方面已经做好了充分的准备，生产了相当数量的巨型降落伞。
再就是宇航员的安全保障问题。宇航员进入零重力环境后，可能需要一个小型核装置提供电力，他们还需要超级防腐蚀涂料。另外，火星的地表虽然虽然经过人类数百年的改造已经有了一些藻类、菌类和地衣等低等植物，但是仍然还没有可以提供食物的高等植物。绝大部分地方都还是不毛之地，无边的戈壁沙漠覆盖了整个星球的大部分地区。那里没有足够保障人们生活的液态水，有毒的空气含有高浓度二氧化碳，让人呼吸困难。火星没有提供任何维持生命的东西。这意味着他们必须带上所有物资：临时住所，适用所有地形的交通工具，食物和用品，科学设备，钻探火星取水的工具，还有建立永久性基地的物资。在火星上停留期间，宇航员要建立自给自足的人类社区，自己制造所需的食物、水和能源，此外，他们还要建造永久性基地，供未来登陆计划使用。
科学家们为了把火星改造成人类第二个美好家园，还对火星做了大量的改造工作。具体说来，改造火星的工作主要在三个方面。
为了在火星获得足够的液态水，在大气中增加适合适量的气体（包括温室气体和适合生物生存的气体），增加地表温度与气压。在太空中架设巨大反射（或折射）镜群，将更多阳光反射至火星表面。大量融解地下冻土层，再把水引到地表。来自太空的辐射，虽然可以用太空的反射镜处理，但是这些镜子是非常脆弱的。不过随着大气逐渐增厚，问题就小多了。最根本的办法就是到地核去启动火星的磁场，抵抗太阳风和宇宙射线。但是这需要大量的能量。为了解决能源问题，东方航天中心正在筹划在火星上加快建立核电站的步伐。
第二个办法是将经过遗传工程改造的细菌和其他适应性强的微生物播“种”到火星上去，它们会“吃掉”火星大气层中的二氧化碳，释放出氧气，逐步形成一个类似于地球的含氧大气层。这一步工作已经开展了数百年，目前已经取得初步成果，在温度比较高的赤道带，不少地方已经生长出藻类、苔藓和地衣等低等植物。
第三种办法是用宇宙飞行器把一种叫“氯氟烃”的强力的温室效应气体，运送到火星上去使其升温。有航天专家计算过，如果每年运送一百万吨氯氟烃到火星上去，只要四十年的时间，就可以在火星上造成有效的温室效应，使其表面温度升高，再配合上述的藻类植物的生长和微生物的繁殖，能逐步使火星大气层加厚，并使大气层增氧！
据一部分火星专家分析得出结论，火星上最适合生长的粮食作物应该是小麦，所以科学家们已经在火星赤道带的部分地区做小麦种植的实验。
还有一种改变火星环境的办法是建立行星推进引擎，改变火星运行轨道。不过这项工作需要的能源非常巨大，也存在一定的风险。
也有科学家设想，为了迅速有效地改变火星大气，增加大气层的含水量，改善火星空气质量，可以架设从地球到火星的巨型输气管道。
以上诸项都是人类为了使火星的气候变暖，然后向火星大量移民的措施。也有科学家说，全氟化碳是一种强效的温室气体，可以用火星的泥土和空气中的成分合成获得，然后将它释放到大气中。这会使整个行星变暖，然后它们就会释放出冷冻的二氧化碳气体。二氧化碳会升高温度，将大气压力增加到能让液态水流动的程度。通过这种方法，人类就可以在这颗红色的星球上建立一个可持续的生态环境。首先在火星的南极地区会生长出细菌和地衣类植物，之后会出现苔藓类植物，一千年或更长时间后会长出红杉树。再经过几千年的时间，长成的森林会逐渐培育释放出氧气。
总的来说，这一切努力都是人类将火星改造成人类可居住的星球，也就是改造成类似地球的环境，将火星改造成一个绿色星球，使之成为未来人类的第二个家园。
经过人类几个世纪的持久努力，向火星移民的诸多条件已经具备，向火星大量移民时机已经成熟。顺应潮流，地球宇宙开发委员会召开了会议，专门讨论向火星移民的问题。会议一致通过了决议，立即着手向火星移民的筹备工作。会议决定首先派一批人去火星对火星做详细的实地考察，为人类开辟第二个家园做准备。