Анализ результатов осуществления программы "Викинг" показал, что на марсианской поверхности много опасных (скальных) участков. Ученые считают, что технологический уровень пилотируемых марсианских полетов должен быть намного выше, чем при полетах человека на Луну. При достижении планеты необходимо использовать марсианскую атмосферу для торможения космического аппарата. Тормозной экран с тепловой защитой в составе аппарата погасит большую часть скорости полета при входе в атмосферу Марса и позволит сэкономить топливо, предназначаемое для тормозного маневра с помощью двигательной установки. При первом пилотируемом полете потребуется существенно более точная навигация по сравнению с полетом посадочных аппаратов "Викинг", для которых разброс составлял сотни километров. Точность посадки пилотируемого аппарата должна находиться в пределах 100 м.
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.