Предполагалось, что после окончания активного участка полета, разгона «Земля — Марс», ЭРД выключаются, энергетическая установка переходит в режим холостого хода и комплекс на протяжении полутора сотен суток совершает пассивный полет. Затем начинается второй, активный участок полета к Марсу — торможение перед входом в сферу действия Красной планеты (61 день) и полет по скручивающейся спирали для выхода на околомарсианскую орбиту (24 дня). Во время месячного околомарсианского «верчения» от комплекса отделялся посадочный модуль с тремя пилотами — и на поверхности Марса поднимался красный советский флаг.
После пятисуточных исследований на Красной планете на орбиту стартовала взлетная часть МПК, стыковавшаяся с межпланетно-орбитальным кораблем. Двигатели МОК включались на режим разгона, который длился 17 суток в сфере действия Марса и еще 66 — вне его пределов. После долгого пассивного участка, когда траектория комплекса проходила на максимально близком расстоянии от Солнца (между Венерой и Меркурием), начинался семнадцатисуточный активный участок возврата. Фактически это была коррекция траектории ради уменьшения длительности полета — увеличением скорости. Далее снова шел пассивный участок. А за трое суток до подлета к Земле ядерно-электрореактивная установка включалась вновь, уменьшая скорость комплекса. При входе в сферу действия Земли от МЭК отделялся спускаемый аппарат, а сам корабль переводился на пролетную траекторию.
В том же аванпроекте Н-1М рассматривали и вариант межпланетного экспедиционного комплекса с использованием ядерных ракетных двигателей (ЯРД) РО-31, разрабатываемых в тот момент в КБ химавтоматики. Этот двигатель, работающий на водороде, при тяге в 40 т имел удельный импульс в 910 секунд. В этом случае МЭК, имеющий форму карандаша длиной около 200 метров, помимо марсианского орбитального и посадочного кораблей, состоял бы из трех ступеней, каждая из которых была оснащена ЯРД. На первой ступени стояло шесть ЯРД, на второй — два и на третьей — один ядерный двигатель РО-31. Для сборки комплекса на орбите требовался запуск пяти тяжелых ракет-носителей Н-2. Общая продолжительность экспедиции составила бы около тысячи суток.
Тогда же, потеряв надежду участвовать в лунной гонке, другой знаменитый генконструктор, Владимир Челомей, решил стать первым на Марсе. В соответствии с приказом министра общего машиностроения С. А. Афанасьева от 30 июня 1969 года в рамках темы «Аэлита» началась разработка проекта ракеты-носителя УР-700М и марсианского корабля МК-700.
Предварительные проработки показали, что масса марсианского экспедиционного комплекса на орбите Земли должна составлять по меньшей мере 900-1000 тонн, а еще лучше 1200–1400 тонн. Использование ракеты УР-700 затянет время сборки, поскольку потребуется десять запусков такой огромной ракеты. Поэтому челомеевцы рассмотрели несколько вариантов гигантских ракетносителей. При этом Владимир Челомей использовал тот же модульный принцип, что и на УР-700. На УР-700М (она же УР-900) грузоподъемностью 240 тонн первые две ступени образовывали связку уже не из 9, а из 15 блоков, на каждом из которых должен был стоять двигатель РД-270 тягой 640 тонн разработки КБ «Энергомаш» под руководством В. П. Глушко. Однако все 29 попыток запуска двигателя при огневых испытаниях закончились взрывом. Оставшийся экземпляр этого двигателя по сей день хранится в музее «Энергомаша». На четвертой ступени предполагалось использовать ядерный ракетный двигатель РД-0410.
Значительно более тяжелый вариант УР-700М при стартовой массе 16 000 тонн имел грузоподъемность уже 750 т. Чаще всего именно этот вариант ракеты-носителя называли УР-900. Для сборки марсианского корабля достаточно было запустить две такие ракеты. Компоновка УР-700М в целом напоминала компоновку УР— 700, однако при этом Челомей отошел от любимого, но ядовитого топлива — гептила. Для первой и второй ступеней выбрали кислород и керосин, а для третьей — кислород и водород. Каждый из блоков первой ступени имел диаметр 9 м и оснащался 8 двигателями тягой по 600 т разработки КБ «Энергомаш» (кислородно-керосиновый вариант РД-270). Центральный блок второй ступени при диаметре 12, 5 м получал 12 кислородно-керосиновых двигателей тягой по 600 т. Третью ступень ставили на вторую ступень. Она имела такой же диаметр — 12, 5 м. Ее «сердцем» становились 6 кислородноводородных двигателей типа НК-35 с тягой в вакууме по 220 т.