美国宇航局预计派出“最低数量”的太空人，在2031年乘坐重达400吨的“火星船”展开为期30个月的来回火星行程。

“火星船”将利用3至4枚新一代重型货物运载火箭“战神5号”运送到地球低轨道组装，然后由先进低温燃料推进系统作为动力，向火星飞行，预计6至7个月后到达火星。到时太空人会在火星表面逗留长达550天进行研究。

“火星船”载人上火星前，美国宇航局会分别在2028和2029年先行发射火箭把物资和器材送到火星，当太空人到达后将用核能供电，并要自给自足，包括在太空船上种植蔬果作为食物，而太空船亦配备了循环系统，让空气和食水循环再用。

到了2033年首季，美国宇航局会派出第2支太空人队伍出发上火星，他们同年12月到达后，将接替首批太空人，然后首批太空人会回程重返地球。美国宇航局建议2020年派人登月时测试新系统。