Выше были указаны три стратегических направления, по которым развиваются основные проекты НАСА США по пилотируемым экспедициям за пределы околоземных орбит - кратковременное посещение ближайших планетных тел на первом этапе, создание научных аванпостов для изучения всех аспектов длительного пребывания и работы людей в инопланетных условиях и, наконец, развертывание постоянно действующих обитаемых баз, предназначенных не только для решения научных задач, но и для поиска и эксплуатации внеземных природных ресурсов.

Системный анализ привел разработчиков НАСА к сценарию пилотируемой экспедиции на Марс, которая рассматривается как первый шаг к организации постоянной обитаемой базы на марсианской поверхности.

Примерно к 2010 г., согласно сценарию освоения внутренней части Солнечной системы, промышленные установки на Луне достигнут мощностей, которые обеспечат производство кислорода для ракетного топлива из местных материалов в достаточном для практических целей количестве. По предварительным расчетам уровень лунного производства к этому времени может составить 60 т кислорода в год.

Кроме того, возникла идея использовать гравитационный маневр в окололунном пространстве для увеличения начальной космической скорости, с которой марсианский корабль начнет свое движение к Марсу.

Поэтому в план экспедиции был включен «лунный этап», в процессе которого марсианский корабль длительное время «раскручивается» на окололунной орбите и заправляется ракетным топливом лунного производства. Выгоды лунного этапа в проведении марсианской экспедиции следующие. Запуск с Земли «незаправленного» марсианского корабля можно провести со значительно меньшими затратами. А использование гравитационного маневра для первоначального разгона аппарата существенно сбережет горючее для дальнейшего» полета. Эти особенности выполнения всей миссии позволяют увеличить продолжительность экспедиции.

По сценарию проекта предусматриваются три аналогичных миссии. Как и в предыдущих полетах, экспедиции начинаются запуском обитаемых модулей. Старты намечаются соответственно на следующие сроки: май 2012 г., май 2014 г. и октябрь 2015 г. Корабль в автоматическом режиме выводится на низкую окололунную орбиту, где с помощью транспортного рейса с поверхности Луны происходит дозаправка жидким кислородом лунного производства в качестве ракетного топлива для полета к Марсу.

Затем корабль переходит на высокую околоземную орбиту. Это часть гравитационного маневра при выходе на траекторию полета к Марсу, когда поля тяготения Луны и Земли ускоряют аппарат на начальной стадии его дальнего путешествия. В период пребывания на околоземной орбите с помощью пилотируемого корабля «лунного типа» с Земли на борт марсианского корабля доставляется экипаж. На все эти операции в каждом случае потребуется более года. По окончании разгонного маневра в окололунном и околоземном пространстве марсианская экспедиция стартует к планете. Согласно примерному графику эти старты должны состояться в ноябре 2013 г., ноябре 2015 г. и апреле 2017 г. соответственно.

Меньше года потребуется космическому транспортному комплексу, чтобы преодолеть расстояние между планетами по траектории перелета. Прибытие к Марсу состоится: в первом случае в августе 2014 г., во время второй экспедиции - в июле 2016 г. и во время третьей - в марте 2018 г. Пребыванию экспедиции в системе Марса отводится от года до двух; обратные старты планируются в сентябре 2015 г., марте 2018 г. и июне 2020 г., а возвращение на Землю в августе 2016 г., октябре 2018 г. и декабре 2020 г.

Предварительный рейс грузового корабля, доставляющего на орбиту Марса транспортные средства местного передвижения и исследовательское оборудование, в изложенном сценарии сохраняется так же, как и в первых марсианских экспедициях. По-видимому, участники экспедиций смогут посетить (в течение определенного времени) Фобос, провести развернутые исследования марсианского спутника и установить на нем комплекс научной аппаратуры.

Значение Луны в осуществлении длительных марсианских экспедиций не ограничивается ролью «энергетического резерва». Многие операции, связанные с деятельностью человека в условиях инопланетной среды, планируется отрабатывать на Луне. В связи с этим в программу лунной базы включено моделирование работы экспедиции на Марсе, в том числе полный тренировочный цикл, воспроизводящий 600-дневное пребывание экипажа первой очереди постоянного аванпоста после 2025 г.

Следует указать на еще один принципиально важный аспект. Горький опыт нарушения среды обитания на Земле в результате экстенсивного развития индустриального общества заставляет тщательно продумывать возможные последствия наших первых шагов за пределами родной планеты.

Одна из проблем - сохранение газовых оболочек Луны и Марса. Луна, как известно, практически не обладает атмосферой. В окололунном пространстве существует предельно разреженная газовая среда. Тем более она чувствительна к постороннему воздействию. При транспортных операциях, связанных с посадкой и взлетом ракетно-космических систем, в лунную атмосферу поступает количество пыли и газа, сравнимое (по массе) с самой газовой оболочкой Луны. По некоторым данным, в результате посещения Луны первой экспедицией в 1969 г. масса окололунной среды удвоилась и восстановилась только через несколько месяцев. По другим данным, следы посторонних «включений» могут сохраняться в лунной атмосфере сотни лет.

Такой же хрупкой может оказаться и атмосфера Марса. Газовая оболочка планеты является чрезвычайно ценным свидетельством истории эволюции планетных тел. «Искажение» ее в результате «вторжения» ведет к безвозвратной потере бесценных научных сведений.

Другой аспект - проблема отходов. Если мы будем вести себя так же, как на Земле, лунная база в скором времени окажется окруженной мусорными свалками.