Запланированная доставка на Землю образцов грунта с марсианской поверхности позволит решить лишь часть указанных проблем. Пожалуй, наиболее трудным будет дистанционное управление работой аппаратуры, когда продолжительность двухстороннего прохождения радиосигнала между Землей и Марсом составляет около 40 мин. Даже после высадки космонавтов на Марс для сбора образцов вдали от базы они должны пользоваться роботами.
В настоящее время ученые лишь ориентировочно представляют себе районы, где должны высадиться космонавты. Предполагается разведать четыре типа посадочных площадок. Такими площадками являются (по мере возрастания их сложности): площадки для аппаратов жесткой посадки и пенетраторов; районы, удобные для наблюдения с помощью аэростатов; участки для передвижения марсоходов и, наконец, площадки для посадки пилотируемых аппаратов. Недавно американские ученые расширили "каталог" посадочных мест на Марсе и включили в него все типы полетов к Марсу - теперь в него входят 75 посадочных участков.
Даже лучше всего изученный район марсианской поверхности - равнина в Северном полушарии, где осуществил посадку "Викинг", - ставит много вопросов перед учеными. Например, они не знают происхождения равнины: то ли это потоки лавы, то ли осадочные горные породы, оставленные давно исчезнувшим океаном. Дальнейшие исследования с помощью марсоходов, собирающих образцы грунта с различных участков, будут более трудными. Одним из наиболее интересных мест является дно кратера диаметром 120 км на границе между вулканическим районом Тарсис и районом с древними кратерами. Марсоход должен взять образцы со дна кратера и центрального пика и направиться в район древних гор, он пройдет расстояние от 50 до 100 км и соберет образцы марсианского грунта.
Наиболее важным критерием при выборе места посадки для космонавтов является безопасность, а следующим - наличие местных ресурсов, например, воды. Научные интересы стоят на третьем месте. С помощью роботов можно получать воду и кислород. С другой стороны, участки с большими запасами льда непосредственно под поверхностью могут оказаться небезопасны при посадке с работающими двигателями или при строительстве марсианской базы.
В настоящее время ученые могут быть уверены только в первых двух полетах к Марсу. Выбор мест посадки для марсохода и пилотируемого аппарата потребует большого объема дополнительных исследований.
На запуск космического аппарата "Марс обсервер" возлагались большие надежды, так как он мог устранить ряд пробелов в знаниях о планете. Орбитальный аппарат был способен различать на марсианской поверхности объекты диаметром до 1 м.
Существующие многоразовые ракеты-носители смогут обеспечить запуски многих автоматических космических аппаратов к Луне и Марсу, которые предшествуют программе пилотируемых полетов.
На этапе строительства аванпостов на Луне и Марсе должны доставляться космические транспортные аппараты, оборудование и люди. Требуемая грузоподъёмность ракет-носителей при этом более чем вдвое превышает возможности существующих ракет-носителей. Когда начнутся пилотируемые полеты на Марс, эти требования вновь возрастут в два раза - поэтому для практической реализации лунной и марсианской программ в дополнение к существующему парку ракет-носителей должны быть созданы тяжелые ракеты-носители с повышенной грузоподъемностью. К такому выводу пришли американские специалисты.
По их оценке, потребная грузоподъемность ракет-носителей для лунной программы составляет 60 т. В грузовом отсеке должен быть размещен груз диаметром 7,6 м и длиной 27,4 м - это центральный блок с аэротормозным устройством и луннотранспортным аппаратом. В обеспечение строительства лунного аванпоста на опорную орбиту с Земли необходимо доставить от 100 до 200 т грузов за один полет к Луне. Эта цифра зависит от того, будет лунный межпланетный аппарат одноразовым или многоразовым, а также от того, каким будет полет - пилотируемым или грузовым. Для марсианской программы потребная грузоподъемность ракеты-носителя составляет 140 т. Необходимая стартовая масса марсианского комплекса-поезда составляет 550-580 т и зависит от типа полета и даты старта. Основная доля в общей массе приходится на топливо для разгона от Земли к Марсу и от Марса к Земле. Полностью заправленный топливный бак для космического разгонного блока к Марсу имеет массу 135 т. Элементы марсианского комплекса, такие как аэротормозное устройство и центральный космический разгонный блок, будут доставляться на космическую станцию отдельно и собираться на орбите.