多年以来，人类一直向往着能飞向火星，在火星上建立人类的长久居留地。这一切听起来似乎更像个梦想，但科学技术发展到今天，这一梦想有没有可能变成现实呢？让我们来看看美国航宇局的“参考任务”计划。
　　早在1952年，美国火箭专家冯·布劳恩就提出了“火星舰队”方案，即发射10艘载人火星飞船，将至少70名航天员送上火星；然后是1987年美国航宇局组织了一个空间委员会，提出一份“90天研究报告”，建议建造1000吨重的载人火星飞船；90年代初，美国火星学会主席祖伯林提出了“火星直航”方案；直到1997年，美国航宇局参照以前的载人火星探测计划，研究制定了一个名为“参考任务”的方案。这一方案实际上是“90天报告”和“火星直航”方案的一个折衷方案。费用约为550亿美元。目前“参考任务”虽然尚未获得美国国会的批准，但航宇局坚持按此方案实施载人火星探测。
　　根据计算，在2014年以前共有4个发射窗口，即2007年9月，2009年10月，2011年11月和2014年3月。因此火星探测计划研究组决定，从2007年开始第一批载人火星探测的发射。不过第一批发射的都是无人飞船，共三艘。这三艘无人飞船都是向火星表面和环绕火星的轨道送去火星探测用的基础设施，为航天员以后在火星上工作和返回地球奠定基础。
　　
　　第一艘无人飞船装载的是一个装满燃料的返回地球飞行器。无人飞船将返回地球飞行器送到环绕火星的轨道即可，该飞行器将“贮存”在环绕火星的轨道上，直到2011年10月火星航天员完成考察任务后，乘坐火星上升飞行器与其会合，然后乘坐它返回地球。
　　第二艘无人飞船要降落在火星表面。飞船上装载一个未装燃料的火星上升飞行器、一个推进剂生产车间、一个核电站、几桶液氢和大约40吨的其它货物。2008年8月飞船在火星表面着陆。着陆后核电站会在距离上升飞行器约1千米远的地方自动展开并开始发电，同时推进剂生产车间也开始自动生产推进剂。生产原料是从地球带来的液氢和火星大气中的二氧化碳。该套生产设备预计在1年中可生产30吨的氧和甲烷，到2011年可供航天员乘坐上升飞行器离开火星，上升到环绕火星的轨道。
　　第三艘无人飞船也要到达火星表面。飞船上装载一个表面居住舱/实验室、一个核电站和一些不易腐败变质的物品。飞船将在2008年9月上旬着陆，着陆点应在第二艘飞船附近。第二个核电站应与第一个核电站并排在一起，也自动展开和发电。每个核电站的发电量是160千瓦。
　　2009年10月为第二个发射窗口，将进行第二批发射。第二批包括两艘无人飞船和一艘载人飞船。两艘无人飞船都与2007年第一次发射的飞船完全相同。当两艘无人飞船发射成功后，2009年11月中旬即可发射第一艘载人飞船。因为为载人飞船选的是一条快速短程轨道，因此仅需要180天即可从地球到达环绕火星的轨道，而且比无人飞船提前两个月到达。
　　航天员准备在前四艘无人飞船建立起来的前哨站中停留600天，因此一旦在火星表面着陆，航天员要做的头一件事就是完成前哨站的建设，使它适合于航天员在里面工作和生活。然后航天员要抓紧时间收集标本和进行实地考察。完成工作后，乘火星上升飞行器进入火星轨道。
　　火星上升飞行器是航天员考察结束后离开火星返回地球的一种运输工具，负责将航天员和标本从火星表面运送到环绕火星的轨道。在轨道上上升飞行器与返回地球飞行器交会，航天员乘返回地球飞行器返回地球。
　　火星探测计划研究组在“参考任务”中规定，第二批航天员将在2011年12月从地球发射飞往火星，因此当第二批航天员在赶赴火星的路上，第一批航天员则正在返回地球的途中，两批航天员没有见面的机会。
　　第二批航天员除了进行一般的科学考察、收集标本和在实验室中做化验分析以外，还要对自己的身体情况进行检查，看看身体能否适应火星上的生活，有没有特殊的生理变化。第二艘无人飞船为航天员带来一台小型钻机，可供航天员在火星表面钻到10米的深度。从这样的深度获取标本可以了解火星的地质历史，特别是可以探明火星上有没有水，这种水是液态的还是固态的。第二批航天员将于2013年12月离开火星和返回地球。
　　第四个发射窗口在2014年3月。第四批发射也是两艘无人飞船和一艘载人飞船。第一艘无人飞船所带的载荷和以前的相同，但第二艘无人飞船上要携带更多的科学仪器和实验设备，其中包括地质科学实验仪器、地质化学分析设备、地外生物学实验室、生物医学实验室、植物和动物实验室、纵向地质物理探测仪、可钻1千米深的钻机、可钻10米深的钻机、气象气球、野外地质箱、摄像机、显微镜和标本收集袋等。这些设备和仪器的总质量约23吨，其中1千米深的钻机就重20吨，占全部质量的87%。
　　如果在火星地下10米深处未发现水，则第三批航天员的任务是继续往深处钻，一直钻到1千米深处。如果在地球上，打1千米深的钻井并不是件特别困难的任务。但在火星上，各种条件都缺乏，要打到1千米深处是相当困难的。而且将20吨重的钻机从地球搬运到火星上，谈何容易。
　　除了钻探任务以外，第三批航天员的活动与前两批航天员的大同小异，当然由于有前两批航天员的经验和教训，第三批航天员的工作和生活将会顺利得多。
　　通过第三批航天员的建设，火星表面前哨站已具有相当规模，利用火星上的资源基本上能实现自给自足，同时还能保证较多的航天员在站上长期停留。第三批航天员完成任务后将于2016年1月撤离火星返回地球。
　　如果“参考任务”计划可能实现的话，二十年后就会有一个相当规模的前哨站矗立在火星上，也许到那时，普通人登上火星也不再是梦想。