不過，科學家認為，火星生命很可能生存在火星表麵以下幾百米至幾千米的地方，需要深層鑽探才能發現，但這種技術目前尚不具備。因此徹底揭開火星生命之謎還需要一個漫長的過程。
火星探測六步曲
根據科學家們的設想，在人類最終定居火星之前，探測火星的目標被分為六個階段。
火星探測的第一步是派出探測器掠過火星。1962年11月，前蘇聯發射的“火星1號”探測器在飛離地球一億千米時與地麵失去了聯係，從此下落不明。作為人類發射的第一個火星探測器，它被普遍認為是人類火星之旅的開端。
1965年7月15日，美國的“水手4號”飛船從距離火星一萬千米處拍攝了21幅照片，發現火星上存在大量環形山，火星大氣密度隻有地球的1/100，火星既沒有熔化的鐵核也沒有磁場。1969年,美國“水手5號”和“水手6號”飛船再次掠過火星。它們拍攝的200多幅照片表明，火星表麵的溫度比預想的更低，火星大氣中二氧化碳含量高達95%，水蒸氣幾乎難以尋覓。
火星探測的第二階段是使探測器被火星的引力俘獲，成為火星的衛星，以便環繞火星軌道長期考察。1971年11月，美國發射的“水手9號”飛船進入火星軌道，成為火星的第一顆人造衛皇。“水手9號”成功拍攝了火星全貌，確認火星上並不存在運河，火星的一個半球上有許多環形山，外貌很像月球，另一個半球則比較平坦。
火星探測的第三階段是派遣飛船在火星著陸。1971年5月19日和28日，前蘇聯的“火星2號”和“火星3號”飛船相繼發射升空。“火星2號”同年11月投下的探測儀器毀於火表麵；“火星3號”的登陸艙同年12月在火星上軟著陸，但僅送回22秒鍾信號就永遠停止了工作。
1976年7月和8月，美國“海盜1號”、“海盜2號”飛船的著陸器分別在火星成功著陸。這兩個著陸器攜帶了許多精密儀器，分析了火星的土壤，測量了風速、氣壓和溫度，並確定了火星的大氣成分。
以1997年7月4日在火星登陸成功的美國“火星探路者”和1999年1月3日發射的“火星極地著陸者”為代表的火星探測第四階段，主要口的是在火星表麵收集資料，並進行初步分析。
火星探測的第五步是派遣自動取樣飛船前往火星，把火星上的多種樣品送回地球供分析研究。美國計劃分別於2001年、2003年和2005年進行三次發射。2001年火星探測的主要任務是測量火星上的輻射，檢測火星土壤和岩石中是否含有與生命有關的碳和硫，分析火星土壤中的有毒物質是否會對宇航員的安全造成威脅，檢測從火星土壤和岩石裏提取氧和氫作為火箭燃料的可能性等。宇航局原計劃於2001年發射“阿西娜”火星車，但由於資金短缺和自身重量超標，不得不推遲到2003年和2005年發射。“阿西娜”是一種與1997年登陸火星的“索傑納”火星車相似的機器人考察車，科學家希望用它來在火星上尋找可能存在生命跡象的岩石，並收集岩石標本，由小型火箭帶回地球。
在這之後，火星考察將步入最終的同時也是最困難的階段——讓人登上火星，像乘“阿波羅”飛船登月的宇航員那樣對火星進行實地考察。
登陸火星
遠比上月球複雜得多。科學家計劃在2020年前後實施人類登上火星計劃，但其難度非常大。除了技術問題外，宇航員的心理問題也將成為一個非常關鍵的因素。
一些科學家對未來人類遠征火星時的細節做了設想，其中包括飛船乘員組人員搭配和心理狀態的調整等具體問題。美國國家航空航天局宇航心理學家喬安娜伍德認為，征服火星的宇航員必須具有極髙的心理素質，飛船上的人員搭配也需要大動腦筋，因為約兩年的宇宙飛行對宇航員的考驗將十分嚴峻。火星飛船上配備由六個人組成的乘員組較為理想，其中隊長應性格豁達、能力超群，這樣才能穩住軍心，勝利完成任務。
伍德女士認為，長期的宇航生活會使宇航員產生壓抑、煩躁、焦慮和失望的感覺，宇航員的心理很容易產生變態，宇航員之間容易產生矛盾，而這些矛盾很難像在地球上生活時那樣容易消除，“如果產生較大的內訌，很可能危及宇航員的生命,使整個探險計劃毀於一旦。”伍德女士說，在征服火星的途中應禁止宇航員玩對抗性的遊戲，而讓他們玩合作性的遊戲，以減少矛盾促進團結。另外，火星飛船上還應配備一台電腦“心理醫生”，當宇航員焦慮煩悶時可向它傾訴，以緩解心理上的壓力。
科學家們為人類征服火星繪製了一幅壯麗的藍圖，他們認為2020年前後人類有可能登上火星。總有一天，人類要走出自己的搖籃一一地球，向宇宙深處移民，而火星將是最理想的移民行星。登上火星、移民火星，將成為人類曆史上空前宏偉壯闊的一幕。