Wissenschaftler analysieren die Möglichkeit einer Reise zum Mars ernsthaft seit mindestens 1952, als Wernher von Braun sein einflussreiches Buch Das Marsprojekt veröffentlichte. Seitdem gab es mehrere sehr erfolgreiche Orbiter- und Rover-Missionen, die eine Marsaufklärung und ein viel besseres Verständnis der dortigen Bedingungen ermöglichten und den Weg für eine potenzielle bemannte Mission ebneten.
Gleichzeitig hat der Erfolg der Sondenmissionen einige Wissenschaftler dazu veranlasst, die Weisheit einer gefährlichen und teuren bemannten Mission in Frage zu stellen. Jedenfalls gibt es derzeit keine soliden Pläne für eine bemannte Mars-Mission in absehbarer Zeit, obwohl die Vision der USA für die Weltraumforschung die Möglichkeit einer Reise zum Mars nach 2020 erwähnt müssen erledigt werden, bevor eine Reise zum Mars möglich ist.
Die Entfernung des Mars von der Erde variiert von 36 Millionen Meilen bis über 250 Millionen Meilen, die größte Entfernungsvariation, die die Erde von jedem Planeten hat. Die durchschnittliche Entfernung beträgt etwa 140 Millionen Meilen, 1.5-mal länger als die Entfernung zwischen Erde und Sonne. Ungefähr alle zwei Jahre kommt die Erde dem Mars relativ nahe, etwa 50 Millionen Meilen. Zum Vergleich: Die Entfernung von der Erde zum Mond beträgt nur etwa 236,000 Meilen (380,000 km), mehr als 200 Mal kürzer. Wenn die Reise von der Erde zum Mond etwa drei Tage dauert, würde ein Raumschiff mit ähnlicher Geschwindigkeit zum Mars mindestens 600 Tage (1.6 Jahre) benötigen. Diese Laufzeit ist etwa typisch für bisher zum Mars gestartete Raumsonden.
Mehr als drei Jahre mit einer kleinen Crew – die wahrscheinlich nur aus drei oder vier Personen besteht – in einem beengten Raumschiff zu verbringen, kann die Grenzen der menschlichen psychologischen Toleranz überschreiten. Dies übertrifft die Isolation von nuklearen U-Boot-Besatzungen, die möglicherweise Monate unter Wasser in beengten Räumen verbringen, aber nicht Jahre. Um diese Situation erträglicher zu machen, müssten die Astronauten mit irgendeiner Art von Unterhaltung versorgt werden, um die Reise ohne gegenseitiges Töten zu unternehmen. Internetzugang ist eine Möglichkeit (obwohl es aufgrund großer Entfernungen zu erheblichen Verzögerungen kommen würde), und Virtual-Reality-Programme sind eine andere. Um realistisch zum Mars zu reisen, muss diese Herausforderung gemeistert werden.
Ein weiteres großes Problem bei Reisen zum Mars ist die Exposition gegenüber kosmischer Strahlung für eine so lange Mission. Einige nachteilige gesundheitliche Auswirkungen von mehrjährigen Aufenthalten auf Raumstationen in niedrigen Erdumlaufbahnen deuten jedoch darauf hin, dass dies möglicherweise kein so großes Problem ist, wie ursprünglich angenommen.
Da die Reise so lang ist, würde jede bemannte Mars-Mission eine erhebliche Menge an Nahrung und Wasser an Bord sowie ein effizientes Mittel zum Recycling von Wasser erfordern, nachdem es durch den Körper gelangt ist. Andernfalls wäre die Nutzlast des Fahrzeugs unerschwinglich groß. Ein Marsschiff müsste nicht nur seine Passagiere, ihre Ausrüstung, Nahrung, Sauerstoff und Wasser mitnehmen, sondern auch den Treibstoff, der notwendig ist, um vom Mars zu starten und auf dem Rückweg zurück zur Erde zu beschleunigen. Dies führt zu beispiellosen Gewichtsanforderungen, die weit über alles hinausgehen, was bisher in Weltraummissionen versucht wurde.
Wenn alle technischen Herausforderungen gemeistert werden können, werden die Menschen irgendwann den Mars besuchen. Der Einsatz von nuklearbetriebenen Raumfahrzeugen wäre ein Ansatz, um die Herausforderung des Antriebs und der Minimierung des Nutzlastgewichts zu bewältigen. Bis die Astronauten zum Mars reisen, könnte es jedoch noch eine Weile dauern – ein Hinweis deutete auf ein Datum von 2037 hin.