人类在成功登陆了月球之后，又准备向下一个目标——火星进发了。火星是太阳系九大行星之一，按照离太阳由近到远的次序排列为第四颗。飞往火星，从技术上来说并不比登月更复杂，只是所需的燃料和供氧远远多于登陆月球这样，难度也就产生了。
最早的登陆火星计划
前苏联早在20世纪60年代就制定了一系列飞向火星的计划，而且还设计了各种飞往火星的飞船，但最后却都因火箭发射失败而终止了。俄罗斯在20世纪90年代中期也制定过载人火星飞船计划。他们在“和平号”空间站上训练宇航员，以掌握在太空长期生存必需的技术，因为飞往火星来回至少要一年半时间。俄罗斯还打算在“和平号”上装配飞往火星的飞船，以减少从地面发射所需的动力，并和美国联合研究飞往火星的计划。
火星直接登陆
美国远征火星的计划展开了将近40年，期间遭遇的挫折也不少，还曾一度打算把全盘计划推迟。不过，“奥德赛”号的成功登陆和各种发现为美国太空总署注下强心针，太空总署已准备在未来十年加快火星探索步伐，实现人类登陆火星的宏愿。
美国宇航局组织科学家们组成了研究载人火星飞行方案的专门小组。他们的方案叫做“火星直接登陆方案”，这和常用的登月模式有些不同。一般通常的太空登陆模式是：先发射一艘大飞船，到达星体附近后送出一个小登陆艇，之后再让大飞船在轨道上等待宇航员的返回。可是这些科学家们却认为这艘大飞船是完全不必要的，因为多造一艘飞船，就要多一次发射、多一笔开支；其次，把它留在轨道上还要消耗大量的氧气和燃料；最后，飞船上的宇航员还要面临失重和防辐射等问题，这样的话就会缩短在火星上的探索时间。
而他们新主张是，先用无人飞船送一座能生产水、氧气和生产燃料的甲烷小型化工厂到火星上，以减轻飞船携带生活原料的负担；然后再用另一艘载人飞船把宇航员送到火星上，利用小型化工厂提供的水和氧气维持生命；在火星上所生产出的甲烷又可以作为燃料，使宇航员乘飞船返回地球。
太空城堡中的出租车
不过研究小组提出，在火星表面生产大量燃料，以便返回地球的方案，增加了飞行的危险性和复杂性，而更强大的等离子助推火箭还要经过多年的研制才能用于载人宇宙飞船。
于是科学家又想出了一个折中的方案：在使用化学火箭作为助推器的同时，利用行星的重力作为增加飞船的推进力，也就是依靠地球和火星的重力给飞船增加推动力。为此，首先就要在绕太阳运行的轨道上建立几个周期性接近地球和火星的长期性空中基地——“太空城堡”，机组人员可在那里居住两年乃至更长的时间。
在“太空城堡”和火星或地球相接近期间，来往于行星间的旅行者所使用的小飞船，就可以像地球上的出租车一样，在星球和城堡之间往来。这种小飞船将使用离子推进技术，这样一来，不仅缩短了飞船的旅程，也无须携带或在火星上生产大量燃料，克服了使用化学火箭的弊病，且飞行时间还可以缩短。
尽管小飞船有这么多优点，但它的造价实在是太高了，很难和传统的登陆火星方案价格相比。而且必须进行大规模的投资，才可能把纸上的方案变为现实。
登陆火星并不容易
登陆火星——人类还从未离开地球如此遥远。从心理上来看，这会对宇航员造成什么样的压力呢？人们能在狭窄闭塞的空间里融洽地相处两三年吗？火星探索还是男士优先，女性同胞的加入是否能协调气氛？这些先锋使者到达火星后需要用到什么设备和技术？知道火星大气层中含有大量的水分子是一回事，能把它们“挖掘”出来变成可饮用水，或是火箭燃料又是另外一回事。谁会是第一个把脚印印在火星上的人呢？他或者她很可能是美国人，因为在相当长时间内，只有他们才有这个实力和财力。
