美国国家航空航天局研发的重型火箭“航天发射系统”（SLS）即将完成，该系统将为该局实现载人火星探测目标提供支撑。
　　
　　美国国家航空航天局正在考虑两种关于部分硬件发射顺序的方案，这些硬件将用于向火星系统递送物料、物资和人员。
　　
　　据相关资料介绍，第一个方案被称为“太阳能电推进-化学”方案，美国国家航空航天局利用太阳能电推进装置在载人火卫一和火星任务前，将设备预先部署在火星附近。这种预先部署的做法，能够确保该局在乘员离开地月空间时，已利用更经济但推进速度较慢的太阳能电推进，将所需的补给品与装备部署在火星附近的稳定轨道上。载人登陆火卫一和火星任务的乘员部分将随后利用标准的化学推进，减少地球与火星转移的时间。在这一方案中，火卫一任务总计需要发射 10次SLS，首次载人登陆火星任务需要12次，而第二次登陆火星任务则只需10次。
　　
　　第二个方案在乘员任务与货物任务中采用混合式太阳能电推进与可储存化学推进系统。在这一方案中，火卫一任务所需的SLS发射次数下降至8次，而首次载人登陆火星任务则需14次，第二次登陆火星任务仍需10次。
　　
　　两个方案的主要区别在于其推进设备的数量与配置。“混合式太阳能电推进与可储存化学推进”方案需要零低温推进级、6个425千瓦的太阳能电推进；而“太阳能电推进-化学”方案需要零自燃双支柱级、14个281千瓦太阳能电推进运输系统。与“太阳能电推进-化学”方案相比，“混合式太阳能电推进与可储存化学推进”需多携带约19吨的氙推进剂。现就两种方案的“航天发射系统”发射顺序分别介绍如下：
　　
　　一、“太阳能电推进-化学”方案的SLS发射顺序
　　
　　在“太阳能电推进-化学”方案中，为了向火星系统递送硬件和人员，SLS将被用于发射太阳能电推进和更多传统的化学推进级。
　　
　　1、火卫一任务。2028年引入SLS Block 2B升级版重型航天器，并保持每年１至２次的发射频率。这一年的两次发射将携带火卫一居住舱（PH）和火卫一探测器（PEV）进入地月空间，包括居住舱所需的太阳能电推进装置；2029年将进行两次发射，首次发射将携带地球转移轨道入射（TEI）级及其太阳能电推进装置进入地月空间，第二次发射将携带一名人员执行火卫一居住舱最后的检查工作；2030年将发射地球轨道入射（EOI）级和运输设备及其太阳能电推进装置（此时，所有发射的硬件将离开地月空间并预先部署在火星附近）；2031年，发射火星转移居住舱（MTH）（或称深空居住舱）；2032年通过两次发射任务发射火星轨道入射（MOI）和火星转移入射（TMI）级；2033年发射首名火卫一人员至火星转移居住舱（MTH）。
　　
　　此次火卫一任务预计耗时500天，并依靠SLS向地月空间发射394.5吨质量。
　　
　　2、第一次火星任务。2033年开始首次载人火星任务的准备工作，实施一次SLS发射任务，将TEI级运至地月空间；2034年实施两次发射任务，发射两台火星着陆器；2035实施两次发射任务，发射第三、四台火星着陆器，火星转移居住舱（MTH）返回地月空间；2036年，发射第五、六台火星着陆器（第五个着陆器的发射，标志着所有首次载人火星任务所需预先布置的有效载荷都已发射完毕）；2036年发射EOI级；2037年实施两次发射任务，分别发射MOI和TMI级；2038年，猎户座和SLS载人任务将运送一名乘员至火星转移居住舱（MTH），检查居住舱的物资补充情况；如果检查与补充没问题，将于2039年发射首批人员至火星转移居住舱（MTH），并前往火星。2042年实施一次SLS发射，发射猎户座飞船，将首批火星人员及其货物返回至地月空间；
　　
　　在此次载人火星任务中，SLS发射活动将向地月空间运输630.7吨质量。
　　
　　3、第二次火星任务。2038年发射SLS以部署地球转移轨道入射（TEI）级；2039年发射EOI级和首台火星着陆器；2040年发射第二、三台火星着陆器；2041年的两次任务分别发射MOI和TMI级（此时，第二次载人登陆火星任务所需的预先布置设备已发射完毕）；2043年将进行两次载人发射，第一次前往火星转移居住舱（MTH）检查，并对2042年的第一次火星返回任务进行补给；第二次发射任务将第二批火星人员运至火星转移居住舱（MTH），并前往火星；2046年实施一次SLS发射，发射猎户座接回第二批火星人员及其货物并进入地月空间。
在此次火星任务中，SLS将向地月空间运输运输483.2吨质量。
　　
　　二、“混合式太阳能电推进与可储存化学推进”方案的SLS发射顺序
　　
　　1、火卫一任务。2028年开始火卫一任务的准备工作，实施两次SLS发射。第一次发射任务将部署火卫一居住舱及其混合推进级，第二次任务将发射PEV及其携带的加油机（refueling tanker）；2029年，实施两次SLS发射任务，发射太空运输系统及其加油机，安排一位人员检查居住舱15吨的后勤物资；2030年发射转移居住舱（TH）及其HPS-1号设备，将居住舱预先布置在火星附近；2032年发射火卫一乘员及其15吨后勤物资，乘员随后在转移居住舱（TH）中离开地月空间。此后，SLS运载火箭将发射一个猎户座飞船，接回火卫一乘员及其货物，返回地月空间。
在此次火卫一任务中，SLS将向地月空间运送339.2吨质量。
　　
　　2、第一次火星任务。2031年开始准备工作，并实施两次SLS任务用于发射HPS-2、3号设备；2032年初发射HPS-4号；2033年发射HPS-5号和首台火星着陆器；2034年发射第二台火星着陆器和一个加油机；2035年，发射第三台火星着陆器；2036年，发射第四台火星着陆器和一个加油机；2037年，发射另一个加油机和第五个火星着陆器（最后一个）。2038年，在完成转移居住舱（TH）检查和15吨补给任务后，实施另一次加油机任务（此时，所有设备都已预先布置完毕或处于部署阶段）；2042年实施最后一次SLS发射，发射猎户座飞船，接回乘员及其货物，回到地月空间。
此次载人火星任务中，采用“混合式太阳能电推进与可储存化学推进”方案的SLS将向地月空间运输547吨质量。
　　
　　3、第二次火星任务。2039年开始准备工作，启动加油机任务；2040年发射前两台火星着陆器；2041年发射另一台加油机和第三台火星着陆器；2042年，在第一次火星任务的火星转移居住舱（MTH）返回至地月空间后，进行一次检查与后勤物资补给任务，利用SLS运输15吨物资；2043年实施第二次载人火星任务；2046年发射猎户座飞船接回人员进入地月空间。
　　
　　此次载人火星任务中，采用“混合式太阳能电推进与可储存化学推进”方案的SLS将向地月空间运输358.8吨质量。
　　
　　三、美国国家航空航天局拟研发不同尺寸的火星着陆器
　　
　　对于第一次、第二次载人火星任务，美国国家航空航天局目前正在考虑研发三个不同尺寸的火星着陆器，它们分别具有18吨、27吨、40吨的着陆能力。“18吨”着陆器的火星大气进入质量为43.4吨，需要5至6台着陆器支持宇航员在火星表面的长期停留；“27吨”着陆器的进入质量为59吨，只需要3到4台即可满足宇航员在火星表面的长期停留需求；“40吨”着陆器的进入质量为82.2吨，需要2到3台着陆器。
　　
　　在着陆器的选择过程中，美国国家航空航天局不考虑经济与效率因素，仅考虑SLS运载火箭8.4米直径有效载荷整流罩限制因素的影响。
　　
　　相关资料显示，“18吨”着陆器包装紧密。在整流罩中，“仅为集成支撑结构留下了很小的空间”，用于搭乘着陆器1号和3号发射的火星表面巡视器，并且采用垂直安装方式，而不是水平，其MAV油箱与散热器设计也需要符合8.4米整流罩的尺寸。
　　
　　此外，所有的考虑都未涉及太阳能电推进装置。在“太阳能电推进-化学”方案中，太阳能电推进装置将与着陆器一同发射。整流罩无法容纳“27吨”着陆器，但扩展或延伸整流罩的做法也因质心变化过大而变得不可行。
据报道，美国国家航空航天局目前的预算最多能承担SLS每两年一次的发射频率，而渐进式火星运动的方案实施需要20余次发射，最高发射频率为每年三次，总成本约4000亿美元。