要登陆火星，首先需要巨大的运载火箭。

虽然人类已经在50多年前就成功地进入太空，但载人火星任务的规模比以前的任何航天项目都要大。目前还没有火箭能够将携带宇航员和到达火星必需的所有供给与燃料的巨型航天器从地球发射，摆脱地球引力到达太空。最有可能的是，火箭通过几次飞行将航天器的部分供给和零部件送入近地轨道，宇航员再不断和缓慢地利用这些零部件与供给修建航天器，最后飞往火星。

这仍然是非常繁重的工作。目前在太空中运转的最大设备是国际空间站，质量达4500吨，需要31艘飞船飞行来完成。据美国宇航局表示，一个能够将人类送往火星的飞行器应该比空间站小，质量约1250吨。美国宇航局航天工程师布雷特·德雷克称，使用现有的火箭，估计需要70至80次的飞行来组装火星飞船。考虑到国际空间站花了10多年时间才完成，组装火星飞船将需要非常长的时间。

为了在太空中生存，人类需要许多东西：食物、氧气、住所，还有可能是最重要的燃料。用于载人火星任务发射去太空的初始物资中大约80%将是推进剂。问题是，在空间中储存如此大量的燃料是困难的。

处于近地轨道（宇航员搭建火星飞船时放置材料的地方）的物体每90分钟环绕地球一圈。在一半的时间中，这些物体经受太阳强烈的烘烤，而另一半时间则是空间中寒冷的黑暗。这种变化导致液态的氢和氧——火箭的燃料蒸发。除非容器定期通风，否则存有这些燃料的容器容易爆炸。

氢特别容易从容器中泄漏，每个月大约要损失4%。这意味着如果火星项目需要在近地轨道停留一年的话，将在飞往火星前损失近一半的推进剂。将1公斤的氢送入太空的成本需要1万美元，那么这种泄漏将是昂贵的浪费。

美国宇航局长期致力于开发在空间储存推进剂的新技术。目前美国宇航局正在试验空间大型低温装载和转换推进剂技术。这种技术对于载人火星任务具有重要的价值，它将在太空中设立一个长久的气体仓库随时为火箭补给燃料。

要想将人类尽快送往火星，以减少暴露在射线的危害及失重状态之中，采用先进的推进技术非常重要。

一种相对低功率的引擎可以推送一艘载有宇航员供给物质的大型飞船到达火星，这些物质供宇航员在火星上活动使用。在星际计划中，美国宇航局想要在宇航员到达之前推送飞船先到达火星表面，等待宇航员的到来。

美国宇航局正在研究太阳能电动推进技术，这种技术是在飞船的后部发射电离气体来使飞船前进。在之前的航天项目中，例如美国宇航局的“黎明”号飞船和日本的“隼鸟”号飞船都已使用了这项技术。火星项目需要比这些已有项目更大的太阳能电动推进器。美国宇航局目前有一个搜集小行星并将其拖拽回地球的计划，它将促进太阳能电动推进技术的研究。

目前还没有能力使人类平安和简单地降落到火星，这是一个最近公认的问题。

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