Znanstvenici su na ozbiljan način analizirali mogućnost putovanja na Mars od najmanje 1952. godine, kada je Wernher von Braun objavio svoju utjecajnu knjigu Das Marsprojekt. Od tada je bilo nekoliko vrlo uspješnih misija orbitera i rovera, što je omogućilo izviđanje Marsa i puno bolje razumijevanje tamošnjih uvjeta, što je otvorilo put za potencijalnu misiju s ljudskom posadom.
U isto vrijeme, uspjeh misija sonde naveo je neke znanstvenike da dovode u pitanje mudrost opasne i skupe misije s ljudskom posadom. U svakom slučaju, trenutno nema čvrstih planova za misiju na Mars s ljudskom posadom u doglednoj budućnosti, iako se u američkoj Viziji za istraživanje svemira spominje mogućnost putovanja na Mars nakon 2020. U ovom članku razmatramo nekoliko pitanja koja bi moraju riješiti prije nego što je putovanje na Mars izvedivo.
Udaljenost Marsa od Zemlje varira od 36 milijuna milja do preko 250 milijuna milja, što je najveća varijacija udaljenosti koju Zemlja ima od bilo kojeg planeta. Prosječna udaljenost je oko 140 milijuna milja, 1.5 puta veća od udaljenosti između Zemlje i Sunca. Otprilike svake dvije godine, Zemlja dolazi relativno blizu Marsa, oko 50 milijuna milja. Za usporedbu, udaljenost od Zemlje do Mjeseca je samo oko 236,000 380,000 km, preko 200 puta kraća. Ako put od Zemlje do Mjeseca traje oko tri dana, tada bi letjelici slične brzine koja putuje do Marsa bilo potrebno najmanje 600 dana (1.6 godina). Ovo vrijeme tranzita je otprilike tipično za svemirske sonde koje su do sada lansirane na Mars.
Provođenje više od tri godine s malom posadom – koja se vjerojatno sastoji od samo tri ili četiri osobe, u skučenoj svemirskoj letjelici – može pomaknuti granice ljudske psihološke tolerancije. Ovo nadilazi izolaciju koju doživljavaju nuklearne podposade, koje mogu provesti mjesece pod vodom u skučenim prostorijama, ali ne i godine. Kako bi ova situacija bila podnošljivija, astronauti bi morali biti opskrbljeni nekim oblikom zabave kako bi putovali bez ubijanja jedni druge. Pristup internetu je jedna mogućnost (iako bi došlo do značajnog kašnjenja zbog velikih udaljenosti), a programi virtualne stvarnosti su druga. Da bismo realno otputovali na Mars, ovaj izazov se mora prevladati.
Još jedna velika briga za putovanje na Mars je razina izloženosti kozmičkim zrakama za tako dugu misiju. Međutim, mali broj štetnih učinaka na zdravlje zbog jednogodišnjeg ili duljeg boravka na svemirskim postajama u niskoj Zemljinoj orbiti ukazuje da to možda nije tako velik problem kao što se u početku mislilo.
Budući da je putovanje tako dugo, svaka misija na Mars s ljudskom posadom zahtijevala bi znatnu količinu hrane i vode na brodu, te učinkovito sredstvo za recikliranje vode nakon što prođe kroz tijelo. Inače bi nosivost plovila bila nevjerojatno velika. Letjelica na Marsu ne bi trebala samo vući svoje putnike, njihovu opremu, hranu, kisik i vodu, već i gorivo potrebno za lansiranje s Marsa i ubrzanje natrag prema Zemlji na povratku. To dovodi do neviđenih zahtjeva za težinom, znatno iznad svega što je još pokušano u svemirskim misijama.
Ako se svi tehnički izazovi mogu prevladati, ljudi će na kraju posjetiti Mars. Korištenje svemirskih letjelica na nuklearni pogon bio bi jedan od pristupa izazovu propulzije i minimiziranja težine tereta. Međutim, moglo bi proći neko vrijeme prije nego što astronauti otputuju na Mars – jedan nagovještaj sugerirao je datum 2037.