据说目前对这个问题论证得最全面（乐观）的就是《赶往火星》这本书了。
思路是这样的：
用目前能拿得出手的最大的氢氧发动机（比如SSME多台并联，RS68多台并联），制造的火箭应该可以将45吨的货物运往火星，降落到火星表面的最大有效载荷是25吨，所有事情都要在这25吨内解决。
这样整个计划就分成3次发射，首先发射空的1号返回舱和燃料制造机上火星，自带一罐子液氢，燃料制造机利用火星本地的CO2与氢进行反应，制造甲烷和氧气。然后探险队乘坐宇宙飞船前往火星，宇宙飞船本身就是生活舱。第三次发射是2号返回舱和燃料制造机，与探险队同时出发，晚到一段时间。探险队和生活舱降落到地面，开始探险。

探险结束后，探险队搭乘1号返回舱，利用本地制造的燃料起飞，直接飞回地球。如果1号返回舱发生问题，那么就改为乘坐2号返回舱。如果一切正常，则2号返回舱作为第2队人马的返回舱。不断循环，每个起飞火箭都是上一组人的备用方案，安全性得到保证。这个方案没有什么原理上的问题，燃料制造机需要发明，但技术可行性已经验证过。考虑每代火箭发动机都要花费15年时间来开发，所以整个计划的核心就是绝对不能再开发新的火箭发动机，一定要用现有的发动机来完成任务。
（航天的本质就是火箭发动机，毕竟其他东西比如载人飞船之类都能在10年内从无到有发明出来，只有发动机不可能，这点中国是最清楚的。）但是这个方案的科学价值很低，探险队在火星上只能进行最基础的探勘，不能使用任何重型设备（带不上去），不能走很远（火星车即使有也不会是密封的），也无法验证大型基地需要的各种技术（种地是做梦，带水不可能，如果本地补充到了火星发现地下其实没水那不是白费劲）。人类探险队能干的事情实际上要比机器人探测器少得多，毕竟整个任务90%的有效载荷都给人用了，无法携带更多仪器，这也是NASA和欧空局都反对载人航天计划的根本原因。载人登陆计划只有一个明显优势，就是在应对突发情况时可以现场处理，不必再经过几分钟的延时（根据发射方案的不同，火星任务的延时最高可以达到十几分钟），现在的自动化技术已经可以应对一般的太空探索（之前隼鸟和菲莱都从外星球带样本回来了），但是对突发情况就无能为力了。
作者会采用这样急功近利的方案是有原因的，在美国现有的体制下，科学项目拖长了一定会变成政治灾难，20年的大型计划注定会被砍掉，所以火星计划必须在10年中看到成果。如果这样的话，原有火星探索方案所要求的大前提——核动力等离子发动机，大型空间站兼飞船组装厂兼燃料库，月球和拉格朗日基地——就一个都没戏，光造好它们就需要差不多20年时间，何况大型空间站的前提是每个星期都有航天飞机向轨道运送物资，而航天飞机项目本身已经失败。这个火星登陆计划虽然科学价值不高，但可以激发美国人对航天的热情，它本质上是一个大型广告。往大了说，美洲大陆作为人类的新边疆，拯救了古老的欧亚文明，而火星作为新边疆，会拯救地球文明。往小了说，登月的成功带来了预算，才有了后来的航天飞机计划（成功不成功另说），只有登陆火星成功，美国国会才会批钱给新一代火箭发动机，没有发动机，所谓殖民宇宙纯粹就是放屁。如果有了核火箭和大型空间站，那火星地面有效载荷就会提高到45吨，让探索计划有突飞猛进的飞跃，形成《火星救援》里的方案。

先发射1号会合舱和燃料制造机以及其他附属装备上火星，燃料制造机制造甲烷和氧气。然后探险队乘坐宇宙飞船和单独的着陆舱前往火星，第三次发射是2号会合舱和燃料制造机，与探险队同时出发，晚到一段时间。宇宙飞船减速，进入火星轨道，探险队乘坐着陆舱降落到地面，利用带来的建筑材料组装生活舱，开始探险。
探险结束后，探险队搭乘1号会合舱回到轨道与宇宙飞船连接，启程返回地球。如果1号返回舱发生问题，那么就改为乘坐2号返回舱。之后每次的1号返回舱都是上一组人的2号返回舱，安全性得到保证。
宇宙飞船本身只用于地火摆渡，因为采用核发动机，所以可以全程加减速，受地火冲合位置限制较少，如果有紧急集合任务也可以调用它。
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