Tous s'accordent sur les objectifs à atteindre au cours de la première étape ; il faut en priorité réchauffer le climat. La température moyenne mesurée par Viking y est de -53 °C, même si, à une heure ensoleillée de la journée, elle peut dépasser 0 °C aux tropiques. De toute façon, la pression atmosphérique au sol est insuffisante pour faire fondre les calottes polaires de Mars ainsi ; que son sol gelé en permanence à l'instar du permafrost sibérien. En relevant la température, les énormes réserves de gaz carbonique emprisonnées dans le sol des pôles pourront s'échapper dans l'atmosphère, accentuant ' l'effet de serre. Conséquence : le réchauffement de la planète s'accélérera. À terme, les cours d'eau recommenceront à couler dans les lits asséchés des anciens fleuves. Mais tous ces précurseurs ne s'entendent pas sur les moyens à mettre en œuvre pour parvenir à ce résultat. Les partisans de la manière forte n'hésitent pas à préconiser les solutions les plus radicales. Certains suggèrent de déclencher des séries d'explosions nucléaires pour relancer l'activité géologique de la planète et réveiller ses volcans éteints. D'autres étudient la possibilité de faire exploser des bombes nucléaires sur Phobos, l'un de ses deux satellites, afin de le transformer en une petite étoile. Les plus téméraires réfléchissent même à la possibilité de modifier la trajectoire de Mars pour la rapprocher du Soleil en la bombardant à coups d'astéroïdes bien placés.

Loin de ces délires mégalomaniaques, quelques chercheurs s'efforcent de développer des méthodes plus douces. À l'instar de Robert Zubrin, ingénieur spatial de formation, chef de file du projet Mars Direct et président de la Mars Society

Il se passionne depuis des années pour le terraforming. Au point de calculer que si l'albédo des calottes polaires de Mars était ramené de 0,77 a, 0,73, la quantité d'énergie supplémentaire que celles-ci absorberaient serait suffisante pour les faire fondre en une centaine d'années. Dans la foulée, il suggère donc de recouvrir ces territoires immaculés d'une fine poussière noire afin d'abaisser leur pouvoir de réflexion. Il n'a oublié qu'un petit détail ; le vent. Qui peut savoir combien de temps les poussières ainsi dispersées pourront rester sur place, compte tenu des vents violents qui souffles en permanences sur mars ?

En 1991, Christopher McKay, Owen Toon et James Kasting, trois de ses collègues chercheurs de la Nasa, publient un nouveau scénario original dans la revue scientifique Nature. Cette fois, la solution consiste à injecter dans l'atmosphère de Mars des chlorofluorocarbones (CFC), ces gaz à effet de serre dont on a découvert la redoutable efficacité ces dernières années dans l'atmosphère terrestre : pour le même nombre de molécules, on constate qu'ils produisent un réchauffement dix mille fois plus important que le gaz carbonique. Et les tests montrent que, même à faible densité, ils sont capables de provoquer des élévations de température pouvant atteindre 30 °C.

L'atmosphère martienne est beaucoup moins dense que celle de la Terre, ou les ultraviolets sont arrêtés par la couche d'ozone. Or Mars ne dispose pas d'un tel bouclier et le rayonnement ultraviolet a tendance à détruire les molécules de CFC en quelques heures. Ce qui rend cette solution bien moins intéressante. D'autant plus qu'il faudrait également résoudre un autre problème encore plus crucial ; celui de l'approvisionnement. Comme il n'est pas question de transporter depuis la Terre les dizaines de milliards de tonnes de CFC nécessaires à une Celle opération, il ne resterait qu'à construire sur place des unités de production parfaitement fiables et entièrement automatisées. D'où la nécessité de prévoir l'installation d'une colonie humaine de plusieurs milliers de personnes. Une variante à cette proposition consisterait à dénicher un astéroïde riche en ammoniac, et autre gaz à effet de serre, et de le détourner de sa trajectoire pour l'amener déverser sa marchandise sur mars.