科学家提出，在月球上建造一个宇航循环基地需1000吨水泥，330吨水和3600吨钢筋，若将这些材料从地面运往月球，每吨需耗资5000万美元，显然太昂贵了。材料学家对月球岩样进行分析和试验后认为，只要把氢带上月球就可把月球上的岩石变为最理想的建筑材料。月球表面钛铁含量极为丰富，这些矿物被加热800℃后与氢结合会产生铁、钛、氧气和蒸汽。在此过程中产生人类生存所必需的水和氧气。月球岩石可精炼成轻型和坚固的水泥，剩下的铁矿可用来冶炼钢筋。这种月球岩石同其他小行星的组成物质相似，已经在茫茫宇宙中存在了许多亿年，不但能抵挡太阳射线对其粒子的辐射，还能经受极大的温差考验。材料科学家利用航天员带回地面的月球岩石样品制成了一块目前世界上无法同它相比的最强硬、最坚固、最富弹性的混凝土。这种混凝土是唯一能在气候异常的月球屹立的建筑材料。在月球上生产每千克这种品质的混凝土只需氢3克，而且只要具有总重量约200吨的机械钻探设备就可投入月球物质的挖掘。化学科学家设计了许多从月球岩土中提取纯净元素的方案，包括利用太阳能加热月球物质的物质分离法以及利用氢氟酸之类的试剂从氧化物中取得氧、硅和金属的化学分离法，每个加工厂设计成能循环使用试剂和废料的齐全生产单位。一个只有1吨重的小小的试验性化工厂，每年可将十几吨月球物质加工成氧、金属和玻璃。因此，科学家认为，建设月球基地的基本材料不必从地球运去，可以就地取材。待月球基地建成后，可以大规模开发月球，建造月球工厂，并把大批材料通过宇航基地射离月球，输往地球轨道和太阳系空间，用以建造各种大规模航天站，并为太空工业提供原料，为太空居民城镇建设供应建材。月球小屋月球上的尘土确实非常有用，用它还可烧制房屋的砖、瓦和管道；利用尘土覆盖航天员居住点和月球实验室，可使他们免受宇宙射线、太阳耀斑的侵害，近2米厚的月球尘土可使航天员获得与地球相同的对宇宙射线的防护机制。开发月球，建设月球基地不仅是可能的，而且是人类在地球外开拓疆域必然要做的一项工作。
开发月球还能使它成为人类未来从事科学研究的前哨阵地。在那里，科学家不仅能够直接研究月球的种种特性及其演化过程，而且也可能是唯一揭开地球早期历史奥秘的地方。例如，研究它的矿物构造过程，可以和地球比较。利用月球无空气、低重力、自转速度慢和环境幽静的特点，有可能在物理学、化学、生物学和其他科学方面进行唯一性实验；在月球上进行天文学与天体物理的研究比在地球上更具优越性。对人类社会来说，开发月球会使它显得日益重要起来。
发展月球基地的关键月球基地能否迅速地发展取决于是不是有可能将开采的材料大量射离月面。这里需要一种称为物质驱动器的月球物质高效率发射装置。物质驱动器在不到160米长的轨道上将有效载荷加速到可摆脱月球引力的速度，即每秒2.31公里，连续不断将有效载荷射高月面，然后使脱离轨道的载荷朝着一定的方向准确地飞往空间某一位置，也就是月面上空60820公里，称为地月体系中的拉格朗日平衡点的地方。在那里再由一直径约9米的圆柱形接收器将其截获。停留平衡点的物质接收器可以耗能最少地进行工作。被截获的月球物质然后被缓缓送入地球轨道的各用户。普林斯顿实验室曾做了这种物质驱动器的模型，利用它，运载工具被加速到1100个重力加速度，是航飞机能达到的最高加速度的100倍。除了轨道长度和运载工具的质量外，模型和实物同样大小。导轨仅用一段，只有半米之长，是由20个驱动器圈组成的。启动后，运载工具从静止状态开始运行，以400公里/小时的速度飞出半米长的导轨。
已有设想要用一种类似汽车装配中的机器人那样的自动复制机，经过两年左右时间生产100多台月球物质驱动器，每年能把10万多吨的材料运输到空间工厂和各大型航天站。这样，在未来太空，将会出现一个全新的产业，人类将逐渐摆脱地球的羁绊。
建立月球基地还要求研制一种能将人员和物资送往近地轨道以外太空去的轨道间运输飞船，它将在近地轨道和地球同步轨道间往返运送有效载荷，并将有效载荷运送到通向月球、小行星和行星的特定轨道上。1986年3月至7月期间，前苏联的联盟T-15号飞船曾在和平号和礼炮7号两座航天站之间进行过往返穿梭飞行，进行人员和仪器设备的运输。但是，这仅是低轨道之间的空间运输。美国的航天飞机所能到达的高度也只限于近地轨道。所以，建造轨道间的运输飞船是将人员和货物送往空间站以外的先决条件。
考察火星考察火星的原因火星是一颗最富传奇色彩的行星，也是多少年来人们思想上经常联想到地球以外可能具有生命的行星。火星上是否有过生命形态存在，科学家们争论了好多年。考虑到火星上有生命存在的可能性也有一些理由。火星上有稀薄的大气，少量的水，它的温度时常升到冰点以上。
为了拨开人们对火星认识上的迷雾，美国和前苏联都多次发射火星探测飞船，拍了很多照片，分析了大气，化验了火星土壤。可是迷雾层层，拨开一层又出一层，并没有足够的证据回答火星上到底有没有生命存在过。例如，除陨石坑、火山环形山和裂隙外，水手9号飞船还观测到类似于干枯河床、峡谷和沙丘的外表特征，有坚持说某些河床和峡谷仅仅由流动的水才可能形成。虽然目前火星上不可能存在液态水，但可以有大量的冰潜藏在火星表面下，或许几百万年以前的条件与今十分不同。有人提出说类似地球上的冰河和间冰河期的长期气候变化可能使极冠冰周期性地全部蒸发。这将提高大气中水气和二氧化碳的压强。这样的大气会更像地球大气，液态水能够存在甚至还能形成雨，以至产生了所观察到的河床。水手9号也发现火星极冠区有时是明带有时又是暗带，这就增强了周期性气候变化的假设的可信性。这些带被解释为处于交替的冰河和间冰河期内的不同表面层。按照这样解释，火星现在处于冰河期，这时大部分二氧化碳和水仍然冻结在极冠处。但在间冰河期火星较暖，大气较密，表面也湿润。这些设想提高了对火星上存在生物可能性的关注。
由过去的资料看，火星具有太阳系内，除地球外，最少有害于生物生活的条件。有些预言已由海盗号探测飞船的探测所证实。轨道飞行器拍的照片，分辨率从100米到1000米，照片上确有很多类似河床的外形，表示火星早期历史上有几次洪水。但也可作另一种解释，过去曾有巨大的冰川覆盖着火星大部分地区。冰川流过障碍物也能产生类似河床的外形特征。
但是，海盗号飞船的轨道飞行器和着陆舱进行过12次试验，每次都直接或间接与生命研究有关。在分子分析实验中，把火星土壤的两个标本加热到摄氏500度，烧掉了任何含碳的有机分子。然后对气化后的物质作化学分析，证明火星上存在任何由碳构成的生物是极不可能的。这个结果曾使很多人失望。前苏联的科学家对此也有不同看法，认为火星土壤取的是两个火星偶然点，而且试验方法不完善，要下结论否认火星上有生命存在的可能性为时过早。
人类对火星的探测，取得很多资料信息和成果，包括它的地形、地貌、土壤成分、大气构成和确实存在水等；然而火星上到底是否存在或存在生命形态，还处在迷雾之中，而这正是人们最关注的事情。它继续吸引着科学家并激起人们的幻想。如果人类能亲临火星登陆考察，可以直接解开火星是否有生命形态存在的奥秘，那时科学家之间有关此事的争论才会结束。科学家估计，到21世纪30年代，可望实现航天员在火星登陆，这将把航天科学推上新的高度，是一个重大里程碑。这是一个多么美丽和光彩夺目的事业，正等待着青少年朋友们去创造。
为什么不现在就飞往火星美国和前苏联早在十多年前就用深空探测飞船对火星表面实现了软着陆。按理，下一步应是人类登陆火星考察。可是为什么至今不去登陆呢？专家们认为，按照人类目前掌握的航天技术，已完全可以飞往火星。现在不进行这种飞行的原因有两个。
首先，失重对人体的生理影响是主要障碍。由于引力减少，人体内的心血管系统、肌肉组织和骨骼中化学成分都会受到影响。在地球上，人类的心脏习惯于克服重力把血液输送到全身各处，而在失重状态下，心脏不必费力地工作；同样道理，肌肉在太空工作时所付出的代价也大大低于地球上从事同样的劳动；另外一些研究表明，人在太空飞行时，组成骨骼的主要矿物质--钙会逐渐减少。研究报告指出，在太空飞行一个月，人体骨骼中钙质要减少0.5％。飞行时间短，航天员上述生理障碍还比较容易克服，如在飞行中多吃些含钙的丰富食品，加大肌肉锻炼量等，回到地球后再辅以多种仪器和药物治疗，生理机能就可能逐渐恢复。然而，要在太空进行几年的长期飞行就困难了。航天医学界人士认为，到目前为止，还未找到很适当的途径来阻止或减少失重对人体的影响。当然，经过20多年的航天飞行经验积累，前苏联和美国，特别是前苏联，已经制定了在长期飞行中预防失重对人体生理影响的措施，取得了重大进展。航天员季托夫、马纳罗夫甚至已经创造了在太空一次漫游一年的记录。但是，为了人能飞往火星，科学家还得作出更大努力来对付失重对人体的影响。
第二，人类飞往火星，往反一次需2到3年的时间。一个航天员在太空生活和工作，每天要消耗氧气、食物和水约10千克。目前在近地轨道上的航天站，航天员的给养由航天供应线的进步号货运飞船定期输送。当人类飞向火星时，要飞出地球9000万公里，按照现在的补给供应线的供应周期，载人飞船在到达火星前的途中就需要补充给养若干次，而这是不可能的。因此，不再可能利用天地供应线的货运飞船输送补给。同样不大可能的是，航天乘员启程飞往火星时带足乘务组人员2至3年的给养。这里不仅要有氧气和水的循环再生使用系统以供应航天员氧气和水，而且需要成熟的生物生命支持系统来帮助飞行期间他们的食品供应问题。
上述两个问题获得解决后，人类飞往火星的时机就成熟了。科学家们相信再经过二三十年科学摸索，人类将会解决这些问题。由此看来，21世纪人类有可能成为火星的外星人。
美国飞往火星的计划美国前总统布什在1989年7月20日举行的阿波罗飞船登月20周年纪念大会上宣布，要把月球作为人类飞往火星的基地，在21世纪初叶把人送上火星。因此，美国也有一个人登上火星的三阶段计划。
第一阶段：1992年9月16日至10月6日期间，用“大力神3号”运载火箭，发射名为观察者的火星飞行器，它以每天13圈的运行速度在火星太阳同步轨道上运行，带有8种仪器设备，确定火星地形、火星引力场、表面元素和矿物特征、磁场以及大气环流结构；绘制火星的四季气候图，为未来载人和不载人飞行选择着陆区。
第二阶段：要解决火星上是否存在危害人类的有毒物质和敌对生物的问题，确定何处是人类安全着陆地方。计划从2001年起发射名为漫游者火星机器人取样返回飞行器。在2001至2011年期间，要发射几批机器人，每批1至2个。“漫游者”机器人将在2000年投入运行的自由国际航天站上发射。第三阶段：发射载人飞船到火星登陆，有几种实施方案。其中之一，2002年在月球上建立永久性居住基地作为前哨基地。2015年发射载5名航天员的宇宙飞船到火星，在那里停留30天；2018年再发射一次载人飞船，在火星工作更长时间。
在人类实现载人宇宙飞船登陆火星的目标中，美俄两国的具体实施计划各有特色，在互相竞争的同时，必定会进行一些合作。既竞争又合作，是双方的需要。不仅如此，日本和欧共体凭借经济实力也一定会在某种程度上参与登陆火星的国际合作。我们中国也是一个有相当实力的航天国家，如果在本世纪末或下世经初能把自己的航天员送上太空，就完全有可能参与登陆火星的行动。
