โครงการ ถ้ำบนดาวอังคารเป็นโครงการในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ที่ได้รับทุนสนับสนุนผ่านเฟส II โดยสถาบัน NASA สำหรับแนวคิดขั้นสูง ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อNASA Innovative Advanced Concepts ^{[ 1 ] [ 2 ]} เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการสร้างที่อยู่อาศัยของมนุษย์ในถ้ำ ท่อลาวา และโพรงใต้พื้นผิวอื่นๆ บนดาวอังคาร เพื่ออำนวยความสะดวกในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์สำหรับภารกิจของมนุษย์ไปยังดาวอังคาร ที่อาจเกิดขึ้น รายงานฉบับสุดท้ายได้รับการตีพิมพ์ในช่วงกลางปี ​​2004 ^{[ 3 ]}

โครงการนี้ครอบคลุมวัตถุประสงค์หลักสี่ประการ ประการแรก เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการใช้ที่อยู่อาศัยที่สามารถติดตั้งได้ง่ายสำหรับมนุษย์ พืช และสัตว์ในโพรงใต้พื้นผิว เช่น ถ้ำและท่อลาวา ประการที่สอง โครงการนี้มุ่งแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของที่อยู่อาศัยเหล่านี้ต่อการสำรวจทางวิทยาศาสตร์บนดาวอังคาร ประการที่สาม ต้องการระบุลักษณะของดาวอังคารที่สามารถจำลองบนโลกเพื่อการศึกษาเพิ่มเติม ประการที่สี่และประการสุดท้ายที่ระบุไว้ในรายงานฉบับสุดท้ายคือ เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของส่วนประกอบย่อยแต่ละส่วนของที่อยู่อาศัย รวมถึงหน่วยล็อกอากาศ โมดูลที่อยู่อาศัย และระบบโทรคมนาคม รวมถึงโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ เพื่ออำนวยความสะดวกในการดำรงชีวิตและการวิจัยของมนุษย์^{[ 4 ]}

โครงสร้างใต้ดิน เช่น ถ้ำ ได้รับการระบุว่าอาจเป็นประโยชน์ต่อภารกิจของลูกเรือไปยังดาวอังคาร เนื่องจากให้การปกป้องจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของดาวอังคาร และสามารถเข้าถึงทรัพยากรใต้พื้นผิวที่จำเป็น เช่น แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ และน้ำ^{[ 3 ]}

นอกจากนี้ โครงการยังศึกษาการออกแบบโมดูลเป่าลมและโครงสร้างอื่นๆ ที่จะช่วยให้นักบินอวกาศสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการดำรงชีวิตสำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลก^{[ 3 ]}

รายงานฉบับสุดท้ายที่มีชื่อว่าการใช้ประโยชน์จากสภาพแวดล้อมใต้พื้นผิวนอกโลกของมนุษย์^[ 4 ^{] แบ่ง}ออกเป็น 10 ส่วน

ส่วนที่ 1 สรุปโครงการทั้งหมดและอ้างว่า "โครงการนี้ได้พัฒนาระบบปฏิวัติวงการเพื่อใช้ประโยชน์จากแนวคิดใหม่เกี่ยวกับการใช้ถ้ำนอกโลก" และอธิบายว่าได้มีการทดลองหรือ "ภารกิจ" สองครั้งเพื่อรวบรวมข้อมูล

ส่วนที่ 2 กล่าวถึงคำถามที่ว่า "ทำไมต้องใช้ถ้ำ [สำหรับฐานวิจัยบนดาวอังคาร]?" และนำเสนอคำตอบที่หลากหลายเกี่ยวกับข้อดีของการใช้ถ้ำเป็นฐานในการสำรวจดาวอังคาร เช่น:

• สันนิษฐานว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศภายในถ้ำนั้นน้อยกว่าบนพื้นผิวของดาวอังคาร
• ถ้ำช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตและอุปกรณ์จากรังสีที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์และกาแล็กซี
• ถ้ำช่วยป้องกันพายุฝุ่นและการพุ่งชนของอุกกาบาตขนาดเล็ก
• การสำรวจถ้ำเป็นประเด็นสำคัญทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจากทำให้สามารถศึกษาธรณีวิทยา ประวัติศาสตร์ และความเป็นไปได้ของการมีสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารได้ง่าย โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ขุดเจาะขนาดใหญ่
• ความสามารถในการเพิ่มความดันภายในถ้ำเพื่อทำให้ถ้ำเหล่านั้นเหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์มากขึ้น
• ช่วยให้สามารถสกัดวัสดุใต้ดิน เช่น น้ำแข็งและแร่ธาตุได้อย่างง่ายดาย

ส่วนนี้ยังประกอบด้วยการคาดการณ์เกี่ยวกับการมีอยู่และที่ตั้งของถ้ำดังกล่าว รวมถึงประเภทของถ้ำที่มีอยู่บนดาวอังคาร อย่างไรก็ตาม ข้อมูลส่วนใหญ่ล้าสมัยไปแล้วเนื่องจากงานวิจัยใหม่ๆ เช่นภารกิจ HiRISEและTHEMIS

ส่วนที่ 3 วิเคราะห์นวัตกรรมจำนวนหนึ่งที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน และกำหนดระดับความพร้อมทางเทคโนโลยี (Technology Readiness Level หรือ TRL) ให้กับนวัตกรรมเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น นวัตกรรม "ห้องล็อกอากาศแบบฉีดโฟม" ได้รับมอบหมาย TRL ที่ระดับ 5 ในขณะที่ "การอัดความดันในถ้ำด้วยก๊าซเฉื่อย" ได้รับมอบหมาย TRL ที่ระดับ 2

ส่วนที่ 4 อธิบายขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับการอยู่อาศัยในถ้ำ ซึ่งได้แก่:

• การค้นพบถ้ำนอกโลก
• การปกป้องสภาพแวดล้อมทางวิทยาศาสตร์ภายในถ้ำ
• การจัดการกับความมืด (การจัดหาโซลูชันด้านแสงสว่างสำหรับภายในที่อยู่อาศัย)
• ระบบสนับสนุนชีวิตในถ้ำ

เอกสารดังกล่าวได้กล่าวถึงหัวข้อเหล่านี้โดยละเอียด และเน้นย้ำถึงแนวคิดใหม่ในการใช้แบคทีเรียเรืองแสงเป็นแหล่งแสงสว่างสำรอง พร้อมทั้งเสนอแนะให้ใช้เทคโนโลยี "ท่อส่งแสง" ในการให้แสงสว่างแก่ที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ บทความยังกล่าวถึงช่องแสงและกระจกกันรังสีอย่างละเอียด แต่เรื่องนี้อาจเป็นเพราะในสมัยที่ตีพิมพ์เอกสารในปี 2000 ยังไม่มีแผงโซลาร์เซลล์และเทคโนโลยีไฟ LED ที่ทันสมัยมากนัก

ส่วนที่ 5 มีข้อมูลเกี่ยวกับ "ภารกิจหนูสู่ห้วงอวกาศภายใน" (MOMIS) และภารกิจที่เทียบเท่ากันสำหรับมนุษย์ "HUMIS" แนวคิดคือการพัฒนารูปแบบเบื้องต้นของที่อยู่อาศัยในถ้ำบนดาวอังคารบางแง่มุม เช่น การใช้ส่วนผสมของก๊าซอาร์กอนสำหรับการหายใจและระบบช่วยชีวิตแบบใหม่ๆ กับหนูทดลอง การทดลอง MOMIS ประสบความสำเร็จในการดำเนินการหลายครั้ง อย่างไรก็ตาม การทดลอง HUMIS ถูกพิจารณาว่าอยู่นอกขอบเขตของการวิจัย และถึงแม้จะมีความพยายามในการหาพื้นที่ทดสอบ งานที่ทำก็สะท้อนให้เห็นในชั้นเรียนระดับสำรวจ "ชีววิทยาอวกาศในถ้ำ" ที่วิทยาลัยเพนน์สเตทในช่วงภาคเรียนฤดูใบไม้ผลิปี 2547

ส่วนที่ 6 กล่าวถึงการทดสอบเทคโนโลยีต่างๆ ที่ดำเนินการ

ประการแรก มีการศึกษาเกี่ยวกับที่อยู่อาศัยแบบเป่าลมได้ เพื่อสร้าง "สภาพแวดล้อมภายในอาคารที่สะดวกสบาย" สำหรับนักบินอวกาศ บทความนี้ยังเสนอแนะเพิ่มเติมว่า หากพื้นที่หน้าตัดของถ้ำมีขนาดเหมาะสม ก็สามารถวางแผ่นบุผนังถ้ำแบบเป่าลมได้ภายในถ้ำและเป่าลมให้พองตัวได้ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ระบบรองรับเพิ่มเติม จากนั้นบทความแนะนำให้ใช้ระบบแผ่นบุสองชั้น โดยแผ่นบุชั้นนอกทำหน้าที่เป็นพื้นผิวสัมผัสกับพื้นผิวถ้ำและปิดผนึกแรงดัน ส่วนแผ่นบุชั้นในทำหน้าที่เป็นที่อยู่อาศัยสำหรับนักบินอวกาศ เครื่องจักรและระบบช่วยชีวิตสามารถติดตั้งไว้ระหว่างแผ่นบุสองชั้นที่ซ้ำซ้อนได้ รายงานยังได้อธิบายถึงวิธีการพับ การผลิต การขนส่ง การเปลี่ยน และการเป่าลมแผ่นบุเหล่านี้ด้วย

หัวข้อหลักอีกหัวข้อหนึ่งในส่วนนี้คือห้องล็อกอากาศแบบ "ขึ้นรูปด้วยโฟม" ห้องล็อกอากาศเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้มีรูปทรงที่เข้ากับช่องเปิดที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอสูง พร้อมทั้งติดตั้งง่ายและป้องกันการรั่วซึม ระบบที่พวกเขานำเสนอในขั้นสุดท้ายคือชุดห้องล็อกอากาศที่มีขาแบบยืดหดได้หลายขาเพื่อยึดกับผนังถ้ำทั้งหมด จากนั้นช่องว่างระหว่างห้องล็อกอากาศกับผนังถ้ำจะถูกเติมด้วยโฟมแบบฉีดพ่นที่แข็งตัวและกันอากาศได้

ถัดมา รายงานฉบับนี้ได้อธิบายถึงวิธีการสร้างบรรยากาศความดันเฉื่อยโดยการอัดก๊าซที่มีอยู่บนดาวอังคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาร์กอน วิธีนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสวมเพียงอุปกรณ์ช่วยหายใจได้ ไม่จำเป็นต้องสวมชุดป้องกันความดันเต็มรูปแบบ นอกจากนี้ ยังแนะนำว่าไม่ควรเติมออกซิเจนหรือก๊าซที่ทำปฏิกิริยาอื่นๆ ลงในช่องว่างของถ้ำ เนื่องจากจะทำให้คุณค่าทางวิทยาศาสตร์ของถ้ำนั้นหมดไป และอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ที่หายใจเข้าไปในบรรยากาศภายในด้วย

สุดท้ายนี้ ส่วนนี้จะกล่าวถึงระบบที่จะช่วยให้สามารถสร้างเครือข่ายการสื่อสารภายในถ้ำได้ ระบบนี้ได้รับการทดสอบในถ้ำจริง (ถ้ำโรเบิร์ตสัน) และมีการเสนอแนะการปรับปรุงในอนาคตเพื่อเพิ่มแบนด์วิดท์และความแรงของสัญญาณ

ส่วนที่ 7 กล่าวถึงการพัฒนา โปรโตคอล การปกป้องดาวเคราะห์และเน้นย้ำถึงความสำคัญของโปรโตคอลนี้ในการสำรวจถ้ำบนดาวอังคาร พร้อมทั้งเสนอแนะให้ใช้ "หุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ผ่านการฆ่าเชื้อ" ในการสำรวจและทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ส่วนที่ 8 ประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับการทดลองวิทยาศาสตร์ที่ต่อยอดมาจากรายงานฉบับนี้ และผลกระทบด้านการเผยแพร่ความรู้ด้านอื่นๆ ที่รายงานฉบับนี้และการจัดทำรายงานได้สร้างขึ้น นอกจากนี้ ส่วนนี้ยังได้สรุปกิจกรรมทางการศึกษาสำหรับโรงเรียนต่างๆ เช่น "กิจกรรมค้นหาถ้ำลาวา" และ "โครงการมาสเตอร์นอตส์"

ส่วนที่ 9 และ 10 สรุปรายงานและอ้างอิงแหล่งข้อมูลสำหรับการอ่านเพิ่มเติม^{[ 3 ]}

โครงการนี้แสดงให้เห็นว่าจิ้งหรีดและหนูสามารถหายใจเอาส่วนผสมของอาร์กอนได้เป็นเวลานานโดยไม่มีปัญหาที่เห็นได้ชัด^{[ 3 ]}

โครงการนี้ผลิตสื่อการศึกษาจำนวนมาก ซึ่งเผยแพร่ผ่านโครงการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์^{[ 3 ]}

สาธิตการสื่อสารไร้สายภายในระบบถ้ำหินปูน^{[ 3 ]}

• 
  ภาพจากยาน สำรวจ HiRISEของหลุมบนดาวอังคารชื่อ "ฌานน์" มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 150 เมตร (492 ฟุต) และลึกอย่างน้อย 178 เมตร (584 ฟุต)
• 
  ภาพจากดาวเทียม HiRISE แสดงช่องแสงใน ปล่องลาวาที่มีความกว้าง 180 เมตรบนด้านตะวันออกเฉียงใต้ของภูเขาปาโวนิส
• 
  ภาพจากดาวเทียม HiRISE แสดงช่องแสงบนผิวน้ำในปล่องลาวาที่มีความกว้าง 35 เมตร ล้อมรอบด้วยหลุมยุบบนยอดเขาปาโวนิส มอนส์

• การสำรวจดาวอังคาร
• การตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคาร
• ถ้ำลาวาบนดาวอังคาร

• โครงการถ้ำแห่งดาวอังคาร
• การใช้ประโยชน์จากสภาพแวดล้อมใต้พื้นผิวของดาวเคราะห์นอกโลกโดยมนุษย์ (เอกสาร NIAC ปี 2002 เรื่องการดำรงชีวิตใต้ดินบนดาวอังคาร)
• "ถ้ำในอาร์เซีย มอนส์" : เรื่องราวแนววิทยาศาสตร์เกี่ยวกับถ้ำบนดาวอังคาร โดยนักดาราศาสตร์แอนดรูว์ แฟรกนอย

ข่าว

• กาเยโกส, เอ็มมา (21 ตุลาคม 2552). "นักธรณีวิทยาอวกาศค้นพบถ้ำตื้นที่อาจเป็นที่พักพิงสำหรับสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร" . Pasadena Star-News ออนไลน์. สืบค้นเมื่อ25 ตุลาคม 2552 .
• Herbert W. Franke, "Höhlen auf dem Mars", Naturwissenschaftliche Rundschau 1998, ฉบับที่ 5, หน้า 169–175
• "ชีวิตในสภาวะสุดขั้ว: บทสัมภาษณ์ ดร. เพเนโลปี้ บอสตัน"ปี 2000
• การสัมภาษณ์ทางวิทยุเกี่ยวกับถ้ำกับนักวิทยาศาสตร์ของ NASA โดยPlanetary Society