人類必須克服許多障礙才能開始任何回程 火星. 有兩個主要參與者 美國航空航天局 і SpaceX公司，他們在國際空間站的任務中密切合作，但對載人火星任務的外觀有不同的想法。
大小事項
最大的問題（或限制）是旅行所需的有效載荷（宇宙飛船、人員、燃料、補給等）的質量。 有效載荷的質量通常只佔運載火箭總質量的一小部分。 例如，將阿波羅 11 號發射到月球的土星五號火箭重達 3000 噸。 但它只能將 140 噸（初始發射質量的 5%）發射到近地軌道，將 50 噸（不到初始發射質量的 2%）發射到月球。
質量限制了火星上航天器的大小及其在太空中的能力。 每次機動都需要消耗燃料來點燃火箭發動機，而這種燃料現在必須由航天器運送到太空中。
SpaceX 的載人航天器計劃是用單獨發射的燃料卡車在太空中加油。 這意味著與一次發射相比，有可能將更多的燃料送入軌道。
時間很重要
另一個與燃料密切相關的問題是時間。 將無人航天器發送到外行星的任務通常遵循圍繞太陽的複雜軌跡。 他們使用所謂的重力機動來有效地繞著不同的行星飛行，並獲得足夠的動力來達到他們的目標。
這可以節省大量燃料，但會使這些任務需要數年才能完成。 很明顯，這是不可接受的。 地球和火星都有（幾乎）圓形軌道，以及被稱為 霍曼轉變，是在兩顆行星之間旅行最經濟的方式。 事實上，如果我們不深入細節，宇宙飛船會沿著從一個行星到另一個行星的過渡橢圓軌道進行一次飛行。
地球和火星之間的霍曼凌日大約需要 259 天（ 到 個月），並且由於地球和火星圍繞太陽的軌道不同，大約每兩年才有可能。 航天器可以在更短的時間內到達火星（SpaceX 說六個月），但是，你猜對了，它需要更多的燃料。
安全著陸
假設我們的宇宙飛船和機組人員最終到達火星。 下一個任務是著陸。 進入地球大氣層的航天器可以利用與大氣層相互作用產生的阻力來減速。 這使設備可以安全地降落在地球表面（前提是它可以承受適當的加熱）。 但火星上的大氣層比地球薄約 100 倍。 這意味著阻力的可能性較小，因此無法在沒有任何幫助的情況下安全著陸。
一些任務降落在安全氣囊上（例如美國宇航局的探路者任務），而其他任務則使用推進器（美國宇航局的鳳凰號任務）。 後者再次需要更多燃料。
火星上的生命
火星一天持續 24 小時 37 分鐘，但這就是與地球的相似之處。 火星稀薄的大氣層意味著它不能像地球一樣保持熱量，因此火星上的生命的特點是晝夜溫度波動很大。 火星最高溫度30℃，聽起來不錯，但它的最低溫度是-140℃，平均溫度是-63℃。 地球南極的冬季平均溫度約為-49℃。 所以我們需要非常小心地選擇火星上的居住地以及如何處理夜間的溫度。
火星上的重力是地球的 38%（所以你會感覺更輕），但空氣主要是碳（CO₂）和少量的氮，所以它完全無法呼吸。 我們需要建造一個氣候可控的地方來居住。 SpaceX 計劃在發射前進行幾次貨運飛行，包括溫室、太陽能電池板等關鍵基礎設施，以及——你猜對了——用於任務返回地球的燃料空氣生產設施。
火星上的生命是可能的，並且已經在地球上進行了幾次模擬測試，以了解人類將如何應對這種存在。
你可以在這裡讀到它： 地質學家正在模擬火星土壤條件以在未來種植火星
返回地球
最後的任務是開始返程，將人們安全帶回地球。 阿波羅 11 號以約 40000 公里/小時的速度進入地球大氣層，略低於離開地球軌道所需的速度。 從火星返回的航天器進入大氣層的速度將在 47 公里/小時至 000 公里/小時之間，具體取決於它們用於到達地球的軌道。
在重新進入我們的大氣層之前，它們可以在低地球軌道上減速到大約 28 公里/小時，但是，你猜對了，它們需要額外的燃料才能這樣做。 但他們也不能簡單地闖入大氣層。 我們只需要確保我們不會因超載或因過熱而燒毀宇航員而殺死他們。
這些只是火星任務面臨的一些挑戰，實現它的所有技術構建模塊都已經到位。 我們只需要花費時間和金錢並將它們放在一起。
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