多年以來，人類一直向往著能飛向火星，在火星上建立人類的長久居留地。這一切听起來似乎更像個夢想，但科學技術發展到今天，這一夢想有沒有可能變成現實呢？讓我們來看看美國航宇局的“參考任務”計劃。
　　早在1952年，美國火箭專家馮•布勞恩就提出了“火星艦隊”方案，即發射10艘載人火星飛船，將至少70名航天員送上火星；然後是1987年美國航宇局組織了一個空間委員會，提出一份“90天研究報告”，建議建造1000噸重的載人火星飛船；90年代初，美國火星學會主席祖伯林提出了“火星直航”方案；直到1997年，美國航宇局參照以前的載人火星探測計劃，研究制定了一個名為“參考任務”的方案。這一方案實際上是“90天報告”和“火星直航”方案的一個折衷方案。費用約為550億美元。目前“參考任務”雖然尚未獲得美國國會的批準，但航宇局堅持按此方案實施載人火星探測。
　　根據計算，在2014年以前共有4個發射窗口，即2007年9月，2009年10月，2011年11月和2014年3月。因此火星探測計劃研究組決定，從2007年開始第一批載人火星探測的發射。不過第一批發射的都是無人飛船，共三艘。這三艘無人飛船都是向火星表面和環繞火星的軌道送去火星探測用的基礎設施，為航天員以後在火星上工作和返回地球奠定基礎。
　　
　　第一艘無人飛船裝載的是一個裝滿燃料的返回地球飛行器。無人飛船將返回地球飛行器送到環繞火星的軌道即可，該飛行器將“貯存”在環繞火星的軌道上，直到2011年10月火星航天員完成考察任務後，乘坐火星上升飛行器與其會合，然後乘坐它返回地球。
　　第二艘無人飛船要降落在火星表面。飛船上裝載一個未裝燃料的火星上升飛行器、一個推進劑生產車間、一個核電站、幾桶液氫和大約40噸的其它貨物。2008年8月飛船在火星表面著陸。著陸後核電站會在距離上升飛行器約1千米遠的地方自動展開並開始發電，同時推進劑生產車間也開始自動生產推進劑。生產原料是從地球帶來的液氫和火星大氣中的二氧化碳。該套生產設備預計在1年中可生產30噸的氧和甲烷，到2011年可供航天員乘坐上升飛行器離開火星，上升到環繞火星的軌道。
　　第三艘無人飛船也要到達火星表面。飛船上裝載一個表面居住艙/實驗室、一個核電站和一些不易腐敗變質的物品。飛船將在2008年9月上旬著陸，著陸點應在第二艘飛船附近。第二個核電站應與第一個核電站並排在一起，也自動展開和發電。每個核電站的發電量是160千瓦。
　　2009年10月為第二個發射窗口，將進行第二批發射。第二批包括兩艘無人飛船和一艘載人飛船。兩艘無人飛船都與2007年第一次發射的飛船完全相同。當兩艘無人飛船發射成功後，2009年11月中旬即可發射第一艘載人飛船。因為為載人飛船選的是一條快速短程軌道，因此僅需要180天即可從地球到達環繞火星的軌道，而且比無人飛船提前兩個月到達。
　　航天員準備在前四艘無人飛船建立起來的前哨站中停留600天，因此一旦在火星表面著陸，航天員要做的頭一件事就是完成前哨站的建設，使它適合于航天員在里面工作和生活。然後航天員要抓緊時間收集標本和進行實地考察。完成工作後，乘火星上升飛行器進入火星軌道。
　　火星上升飛行器是航天員考察結束後離開火星返回地球的一種運輸工具，負責將航天員和標本從火星表面運送到環繞火星的軌道。在軌道上上升飛行器與返回地球飛行器交會，航天員乘返回地球飛行器返回地球。
　　火星探測計劃研究組在“參考任務”中規定，第二批航天員將在2011年12月從地球發射飛往火星，因此當第二批航天員在趕赴火星的路上，第一批航天員則正在返回地球的途中，兩批航天員沒有見面的機會。
　　第二批航天員除了進行一般的科學考察、收集標本和在實驗室中做化驗分析以外，還要對自己的身體情況進行檢查，看看身體能否適應火星上的生活，有沒有特殊的生理變化。第二艘無人飛船為航天員帶來一台小型鑽機，可供航天員在火星表面鑽到10米的深度。從這樣的深度獲取標本可以了解火星的地質歷史，特別是可以探明火星上有沒有水，這種水是液態的還是固態的。第二批航天員將于2013年12月離開火星和返回地球。
　　第四個發射窗口在2014年3月。第四批發射也是兩艘無人飛船和一艘載人飛船。第一艘無人飛船所帶的載荷和以前的相同，但第二艘無人飛船上要攜帶更多的科學儀器和實驗設備，其中包括地質科學實驗儀器、地質化學分析設備、地外生物學實驗室、生物醫學實驗室、植物和動物實驗室、縱向地質物理探測儀、可鑽1千米深的鑽機、可鑽10米深的鑽機、氣象氣球、野外地質箱、攝像機、顯微鏡和標本收集袋等。這些設備和儀器的總質量約23噸，其中1千米深的鑽機就重20噸，佔全部質量的87%。
　　如果在火星地下10米深處未發現水，則第三批航天員的任務是繼續往深處鑽，一直鑽到1千米深處。如果在地球上，打1千米深的鑽井並不是件特別困難的任務。但在火星上，各種條件都缺乏，要打到1千米深處是相當困難的。而且將20噸重的鑽機從地球搬運到火星上，談何容易。
　　除了鑽探任務以外，第三批航天員的活動與前兩批航天員的大同小異，當然由于有前兩批航天員的經驗和教訓，第三批航天員的工作和生活將會順利得多。
　　通過第三批航天員的建設，火星表面前哨站已具有相當規模，利用火星上的資源基本上能實現自給自足，同時還能保證較多的航天員在站上長期停留。第三批航天員完成任務後將于2016年1月撤離火星返回地球。
　　如果“參考任務”計劃可能實現的話，二十年後就會有一個相當規模的前哨站矗立在火星上，也許到那時，普通人登上火星也不再是夢想。