Para ilmuwan telah menganalisis kemungkinan perjalanan ke Mars secara serius setidaknya sejak 1952, ketika Wernher von Braun menerbitkan bukunya yang berpengaruh Das Marsprojekt. Sejak itu, ada beberapa misi pengorbit dan penjelajah yang sangat sukses, memungkinkan pengintaian Mars dan pemahaman yang jauh lebih baik tentang kondisi di sana, membuka jalan bagi misi berawak yang potensial.
Pada saat yang sama, keberhasilan misi penyelidikan telah membuat beberapa ilmuwan mempertanyakan kebijaksanaan misi berawak yang berbahaya dan mahal. Bagaimanapun, saat ini tidak ada rencana yang solid untuk misi Mars berawak di masa mendatang, meskipun Visi AS untuk Eksplorasi Luar Angkasa menyebutkan kemungkinan perjalanan ke Mars setelah 2020. Dalam artikel ini kita melihat beberapa masalah yang akan harus ditangani sebelum melakukan perjalanan ke Mars layak.
Jarak Mars dari Bumi bervariasi dari 36 juta mil hingga lebih dari 250 juta mil, variasi jarak terbesar yang dimiliki Bumi dengan planet mana pun. Jarak rata-ratanya sekitar 140 juta mil, 1.5 kali lebih panjang dari jarak antara Bumi dan Matahari. Kira-kira setiap dua tahun, Bumi datang relatif dekat dengan Mars, sekitar 50 juta mil. Sebagai perbandingan, jarak dari Bumi ke Bulan hanya sekitar 236,000 mil (380,000 km), lebih dari 200 kali lebih pendek. Jika perjalanan dari Bumi ke Bulan memakan waktu sekitar tiga hari, maka pesawat ruang angkasa dengan kecepatan yang sama melakukan perjalanan ke Mars akan membutuhkan setidaknya 600 hari (1.6 tahun). Waktu transit ini kira-kira tipikal untuk wahana antariksa yang diluncurkan ke Mars sejauh ini.
Menghabiskan lebih dari tiga tahun dengan kru kecil – kemungkinan hanya terdiri dari tiga atau empat orang, dalam pesawat ruang angkasa yang sempit – dapat mendorong batas toleransi psikologis manusia. Ini melebihi isolasi yang dialami oleh awak kapal selam nuklir, yang mungkin menghabiskan waktu berbulan-bulan di bawah air di tempat yang sempit, tetapi tidak bertahun-tahun. Untuk membuat situasi ini lebih dapat ditoleransi, para astronot perlu diberikan beberapa bentuk hiburan untuk melakukan perjalanan tanpa membunuh satu sama lain. Akses internet adalah satu kemungkinan (walaupun akan ada jeda yang signifikan karena jarak yang jauh), dan program realitas virtual adalah kemungkinan lainnya. Untuk melakukan perjalanan ke Mars secara realistis, tantangan ini harus diatasi.
Perhatian utama lainnya untuk perjalanan ke Mars adalah tingkat paparan sinar kosmik untuk misi yang begitu panjang. Namun, beberapa efek kesehatan yang merugikan dari tinggal selama satu tahun atau lebih di stasiun luar angkasa di orbit Bumi yang rendah menunjukkan ini mungkin bukan masalah besar seperti yang diperkirakan sebelumnya.
Karena perjalanannya begitu lama, setiap misi Mars berawak akan membutuhkan sejumlah besar makanan dan air di dalam pesawat, dan cara yang efisien untuk mendaur ulang air setelah melewati tubuh. Jika tidak, muatan pesawat akan sangat besar. Sebuah pesawat Mars tidak hanya perlu mengangkut penumpang, peralatan, makanan, oksigen, dan air mereka, tetapi juga bahan bakar yang diperlukan untuk diluncurkan dari Mars dan mempercepat kembali ke Bumi dalam perjalanan pulang. Ini mengarah pada persyaratan berat yang belum pernah terjadi sebelumnya, secara signifikan melampaui apa pun yang pernah dicoba dalam misi luar angkasa.
Jika semua tantangan teknis dapat diatasi, manusia pada akhirnya akan mengunjungi Mars. Menggunakan pesawat ruang angkasa bertenaga nuklir akan menjadi salah satu pendekatan untuk tantangan propulsi dan meminimalkan berat muatan. Namun, mungkin perlu beberapa saat sebelum astronot melakukan perjalanan ke Mars – satu petunjuk menyarankan tanggal 2037.