第二，人類飛往火星，往返一次需2~3年的時間。一個航天員在太空生活和工作，每天要消耗氧氣、食物和水大約10千克。目前在近地軌道上的空間站，航天員的給養由航天供應線的進步號貨運飛船定期輸送。當人類飛向火星時，要飛出地球9000萬千米，按照現在的補給供應線的供應周期，載人飛船在到達火星前的途中就需要補充給養若幹次，而這是不可能的。因此，不再可能利用天地供應線的貨運飛船輸送補給。同樣不大可能的是，航天乘員啟程飛往火星時帶足乘務組人員2~3年的給養。這裏不僅要有氧氣和水的循環再生使用係統以供應航天員氧氣和水，而且需要成熟的生物生命支持係統來幫助解決飛行期間他們的食品供應問題。
上述兩個問題獲得解決後，人類飛往火星的時機就成熟了。科學家們相信再經過二三十年科學摸索，人類將會解決這些問題。由此看來，21世紀人類有可能成為火星的外星人。
除了航天技術的發展外，在空間生命科學、航天醫學，特別是在對抗失重對人體生理影響方麵都取得了卓越成績，這些都是為了飛往火星這一目標做準備。不僅如此，前蘇聯科學家已經製定出人飛往火星的三階段研究計劃。前蘇聯解體後，俄羅斯可能會繼承這個計劃並付諸實施，但在進度上有作出某些修改的可能。
第一階段（1991~1996年）：試驗登上火星表麵的技術，試驗獲取火星土壤樣品的方法和裝置，獲取火星土壤化學成分的全球數據和火星表麵詳細圖片、溫度和濕度分布、沉積構造厚度、岩床和冰晶層的深度，進行火星磁場和重力調查。為科學選擇未來人飛往火星登點和保證安全獲得全部所需要的信息。
為完成上述任務，要發射一個火星軌道器，它裝備有大量的光學設備、光譜儀、質譜儀、雷達和等離子設備及儀器。
在所選的火星表麵位置，下降艙帶著小型火星麵車從衛星中分離出來，下降時又從中分離出一個氣球，同時釋放出著陸器。氣球將在火星大氣中離火星表麵高度2~6千米飛行約6~10天（晚上它著陸火星表麵），飛行路線將長達幾千千米。火星麵車裝備土壤取樣裝置、土壤分析儀以及電視攝像機。電視攝像機攝取全景圖並用於檢查采集火星岩樣以提供最佳火星位置的信息是否正確。
第二階段（1996~2005年）：火星岩樣返回地球，以便對它們進行詳細的地質化學和生物學分析。
為此，同時向火星發射軌道器和下降裝置。下降裝置帶有大型火星麵車，它對火星土壤樣品初步分析後，將樣品藏在容器內，後又自動傳送到起飛艙，起飛艙起飛並進入火星軌道，然後和軌道站宇宙飛船對接，容器被送入大氣層後由火箭帶回地球。火星麵車服務壽命達5年，它擁有電視綜合體，能用不同方法取樣，也就是鑽至火星表麵以下若幹米深，從大量岩片中獲取樣品，用返回振動著陸器采樣。
第三階段（2005~2015年）：現在，人飛往火星最可接受的方案，是帶有能使航天乘員組直接動態再入大氣層的軌道著陸方案。飛行複合體包括一個火星軌道飛船，為4~6名乘務員提供生活和工作條件18~24個月；一個登陸飛船，輸送2~3名航天乘員和設備到火星，能為他們提供生活和工作條件1個月；一個再入艙，它具有第二宇宙速度，能從低軌道再入地球大氣層，能保證全部星際和軌道的動態運行所必需的電源和推進係統。
美國前總統布什在1989年7月20日舉行的“阿波羅”飛船登月20周年紀念大會上宣布，要把月球作為人類飛往火星的基地，在21世紀把人送上火星。因此，美國也有一個人登上火星的三階段計劃。
第一階段：1992年9月16日~10月6日期間，用“大力神3”號運載火箭發射名為“觀察者”的火星飛行器，它以每天13圈的運行速度在火星—太陽同步軌道上運行，帶有8種儀器設備，確定火星地形、火星引力場、表麵元素和礦物特征、磁場以及大氣環流結構；繪製火星的四季氣候圖，為未來載人和不載人飛行選擇著陸區。