Se è vero che è possibile raggiungere Marte con la propulsione chimica, è però indubbio che solamente la propulsione nucleare potrà permettere di farlo in modo economicamente conveniente e con tempi di viaggio non eccessivi. I progetti in merito sono moltissimi, ma nessuno è stato effettivamente portato a uno stadio per cui si possano dare tempi certi.

Per una missione umana su Marte esistono essenzialmente due alternative compatibili con le limitazioni della propulsione chimica. La prima consiste in una missione breve, destinata a permettere una permanenza di meno di un mese, anche solo di 10 o 20 giorni. Una missione del genere richiede comunque una lunga permanenza nello spazio, circa 225 giorni per il viaggio di andata e 290 per quello di ritorno. Da notare che al ritorno bisogna passare a breve distanza dal pianeta Venere, per sfruttare il campo gravitazionale di quest'ultimo, avvicinandosi al Sole e attraversando una zona del Sistema solare ricca di radiazioni.

La seconda alternativa prevede una sosta sul pianeta di circa 460 giorni, cosa che permette di ridurre il tempo del viaggio di ritorno a soli 240 giorni, evitando di entrare all'interno dell'orbita della Terra. La durata della missione è maggiore (920 giorni contro 545), ma il tempo passato nello spazio si riduce da 515 a 460 giorni. La scelta tra le due alternative dipende da molti fattori, ma oggi si tende a privilegiare le missioni lunghe, per il maggior ritorno scientifico e insieme la riduzione dei rischi connessi con la permanenza nello spazio. Aumentando anche non di molto le prestazioni del veicolo è possibile usare traiettorie più veloci, che permettono di rimanere un tempo maggiore sulla superficie del pianeta (ad esempio 620 giorni) riducendo di molto il tempo di volo (sino a 260 giorni in totale).

Indipendentemente dal tipo di propulsione usata nello spazio profondo (chimica o nucleare), quasi tutti i programmi per l'esplorazione umana di Marte richiedono, per il lancio dalla Terra, un vettore di classe superiore a quelli attualmente operativi, una macchina in grado di portare in orbita bassa un centinaio di tonnellate. Gli unici due vettori di quella classe esistenti, il Saturno V, usato a cavallo tra gli anni Sessanta e Settanta per il programma Apollo, e il russo Energia, provato con successo con due voli alla fine degli anni Ottanta e in grado, nella versione più potente, di arrivare sino a 200 tonnellate di carico utile, esistono ormai solo nei musei o sulla carta. Tra le varie alternative, quali la ricostruzione del Saturno V, ovviamente modernizzato, il ripristino dell'Energia, la realizzazione di un vettore ad hoc (esistono molti progetti di massima, come il Neptune o l'Ares) e la realizzazione di un derivato dello Space Shuttle (boosters e serbatoio esterno dello Shuttle più un nuovo stadio aggiuntivo) sembra che la soluzione più conveniente sia quest'ultima.

Per documentarsi ulteriormente può fare riferimento ai libri di R. Zubrin (ad esempio The case for Mars) o al mio Space, the Final Frontier?, tutti reperibili in rete da Amazon o Borders. Purtroppo c'è molto poco in lingua italiana.