美国宇航局(NASA)已制定出火星旅行计划。乔治华盛顿大学(The George Washington University)太空政策研究所(the Space Policy Institute)的政治学与国际事务名誉教授John Logsdon表示，如果将期限宽裕到2030年底，上述计划是可以实现的。
其他专家则认为奥巴马总统的时间限制过于苛刻。
火星协会(The Mars Society，非营利性组织)主席、《登陆红色星球计划》(The Case for Mars: The Plan to Settle the Red Planet，Free Press，2011)的作者Robert Zubrin说到：“相比于1961年计划将人类送上月球却在八年后才实现目标的我们，今天的我们离火星登陆的目标更近。下一任总统理应制定20年代或2024年登陆计划，不然火星任务将失去动机，太空探索进程也将延缓。”
无论如何，在宇航员整装待发之前，有些问题亟待科学家们解决。
第一步：建立太空载人飞行技术
目前美国依赖于俄罗斯联盟号飞船(Soyuz)将宇航员送至国际空间站。这一状况将有所改变。一些私营太空飞行器制造商正努力研制载人和载货系统：埃隆·马斯克(Elon Musk)的美国太空探索技术公司(SpaceX)致力于开发龙系(Dragon)运载火箭，波音公司也在研发它的CST-100系列火箭。据Logsdon介绍，马斯克说SpaceX的火星运载火箭将于2018年发射。(运载火箭是由火箭推动，将飞船和卫星送往太空的装置。)
第二步：建造更大的太空飞船
Bret Drake介绍，一次火星航行需要飞船能搭载多名宇航员、三年往返火星的供给以及部分货物。他是洛杉矶航空航天公司(Los Angeles-based Aerospace Corp.)的一位工程专家，该公司属于非营利性组织，致力于为联邦政府研究运载设备、卫星系统、地面控制系统及太空技术。
Logsdon补充道：“将飞船上全体成员送上火星意味着飞船必须能够承受更大的载荷，因为需要考虑往返的燃料及物资供给。要知道火星上可没有7-11便利店为返程提供补给。”
第一种策略是建造巨大的飞船;另一个是首先制造多个较小的模块分别发射，再在空间轨道上组装。(一些模块可载人，另一些用于运载供给。)无论如何，我们已经具备基本技术。Zubrin说：“虽然它比我们曾今建造的飞船大，但仍可以运用已有的科学技术。”
目前，Lockheed Martin正在研发可运载四人的猎户座(Orion)飞船，将被安置于重型运载火箭——太空运载系统SLS(Space Launch System)的上方。NASA将运用它进行外太空探索。猎户座飞船已经与2014年12月5日成功完成首次试飞，将于2018年进行绕月飞行。
第三步：建造更大的火箭
大型飞船的深空运载系统需要搭载更大的火箭。NASA计划开展自制火箭的第二次测试，据NASA介绍，该火箭将成为世界最大火箭，并运用到SLS中。SpaceX也在研发Falcon重型火箭，旨在克服较重载荷(包括人类)。
第四步：减速与着陆
到达火星轨道后，就需要在这个红色星球上着陆。在以往任务中，摩擦、热效应和降落伞都可以为飞船减速。但对于重型飞船，降落伞的制动力显然不足。
不过，科学家们在这个问题上取得了进展。例如SpaceX公司展示了用于高速飞船减速的超声波反向推进器，在着陆时借助发动机制动。Drake说：“我们已具备让大型飞船在火星表面着陆的可行方法。”
