那在解決了長期太空生活的問題後，下一件事情就是如何建造並發射這艘前所未有的、重達幾百噸的巨型宇宙飛船了。在這個問題上美國和蘇聯科學家的意見不謀而合，他們都提出利用航天飛機或運載火箭將飛船的部件分批發射到環繞地球的軌道上，通過駐留在軌道空間站中的技術人員進行飛船的裝配。一架航天飛機大約要作10～15次飛行才能將所需材料全部送上天，蘇聯科學家甚至還提出建造新型的發射能力達100噸的大推力運載火箭，那樣，隻需2～3次就能將部件全部送入軌道。裝配好的飛船看起來象個大飛翼，前麵船頭部分是駕駛艙，後麵船身是宇航員休息及存放物資的貨艙。在火星飛船背上還會背負一隻小的登陸飛船。等到進入火星軌道之後，母船將在火星旁邊的軌道上進行環繞飛行，而登陸飛船將帶上3～4名登陸隊員到火星上直接登陸，進行科學考察。考察完之後，登陸隊員將攜帶所得科學資料，及礦物標本甚至生物標本(如果有的話)乘登陸飛船返回母船，然後返航回家。
整個旅行看起來和登月相差無幾，不過路途更遠，而且為等待火星大衝的再次來臨，宇航員將滯留於火星上作一段長期的科學考察，為了完成這個任務，登陸隊員要裝備精良而又十分完備的科學儀器，並且由於火星上存在著稀薄的大氣，登陸隊員們將會使用一種長翼、發動機不需外界供氧的動力滑翔機，這種飛機具有大航程和長續航時間的特性，使得它能夠一次性完成大麵積區域的攝影測繪,這樣探險隊員就能利用它進行對火星全球範圍的有效探測。除了無人飛機外，登陸隊員還將登坐火星車直接在火星表麵行進，拍攝照片，采集礦石標本，同時對礦石作科學分析，為日後進行火星礦產的開發打下基礎。而且，宇航員們還將做生命探索實驗，對火星地層深入進行探測，以最後確定火星上是否有生命存在。經過幾個月的探測分析後，火星探險的任務將基本完成，隊員們將乘坐母船飛返地球。經過這次考察之後，人們將對火星有一個更加深刻的認識。到二十一世紀中葉，正式的火星開發就會展開，並很快建造出火星城市，同時改造火星氣候，使之適於地球人生活。
這一切都還暫時是個幻想，但是在現有技術條件下，達到這一目標並不困難，也許真的就在二十一世紀的第一個十年，登上火星成為現實。