سفر انسان به مریخ پیچیدگی‌های بسیار زیادی دارد. جدا از پیچیدگی‌های فنی خطرات مختلفی نیز سلامتی جسم و روان فضانوردان حاضر در این سفر را تهدید می‌کند. ناسا این خطرات را به پنج دسته تقسیم کرده است تا دانشمندان بتوانند به شکلی سازمان‌یافته راه حل‌های عبور از این موانع را بیابند. شناسایی این خطرات با بررسی‌هایی که در زمین، آزمایشگاه‌ها و ایستگاه فضایی بین‌المللی صورت گرفته انجام شده است.
در ادامه به مرور این موانع می‌پردازیم.
۱. تابش فضایی
تابش فضایی یکی از خطرات اصلی سفر طولانی مدت انسان به فضا است. تابشی که تهدیدی جدی برای سلامتی فضانوردان است.
با عبور از منطقه‌ی امنی که میدان مغناطیسی زمین برای ما فراهم کرده است تابش فضایی می‌تواند سلامتی انسان را به‌طور جدی تهدید کند. افزایش احتمال ابتلا به سرطان، آسیب رسیدن به سیستم عصبی مرکزی، تغییر عملکرد شناختی، کاهش عملکردهای حرکتی و تغییرات رفتاری سریع برخی از مهم‌ترین عوارض این تابش‌هاست.
ایستگاه فضایی بین‌المللی در محدوده‌ی محافظتی میدان مغناطیسی زمین قرار دارد. با این حال فضانوردان حاضر در ایستگاه فضایی ده برابر بیشتر از مردم روی زمین در معرض این تابش‌ها قرار دارند. اما کماکان این میزان در مقایسه با آن‌چه در اعماق فضا با آن مواجه خواهیم بود کمتر است.
برای مقابله با این مشکل باید تا حد امکان از ورود پرتوها به داخل فضاپیما جلوگیری کرد. علاوه بر این پژوهش‌هایی با هدف ساخت دارو برای مقابله با این پرتوها در جریان است.
۲. انزوا و محدودیت
بروز مشکلات رفتاری در افرادی که برای مدتی طولانی در فضایی محدود مجبور به گذران زندگی‌اند اجتناب‌ناپذیر است. اهمیت گزینش درست و آموزش فضانوردان در این مسئله بسیار بالا است و مدیران ماموریت باید از عملکرد صحیح و موثر فضانوردان در طول ماموریت اطمینان پیدا کنند.
ما در روی زمین می‌توانیم به راحتی و با استفاده از تلفن همراه‌مان تقریبا با هر چیز و هر کس در اطراف‌مان ارتباط برقرار کنیم. اما در سفر به مریخ انزوا و محدودیت‌های فضانوردان بیشتر از چیزی است که حتی بتوانیم آن را تصور کنیم. بی‌خوابی، به هم ریختن چرخه‌ی شبانه‌روزی و کار بیش از حد در ترکیب با این مشکل باعث ایجاد چالش‌های جدی برای فضانوردان می‌شود که ممکن است به کاهش کارایی، بروز مشکلاتی در سلامتی و به خطر انداختن اهداف ماموریت منجر شود.
پژوهش‌های مختلفی در راستای چاره‌اندیشی برای حل این مشکلات در جریان است. به خصوص برای تشخیص عوامل آسیب‌زا در مراحل اولیه. استفاده از نور برای تنظیم چرخه‌ی شبانه‌روزی و راه‌های ایجاد تناسب میان حجم کار و توانایی فضانوردان برخی از سوژه‌های تحقیقاتی در این زمینه‌اند.
۳. فاصله از زمین
سومین و آشکارترین خطری که فضانوردان را تهدید می‌کند فاصله از زمین است. مریخ به‌طور میانگین ۲۲۵ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد. برای مقایسه جالب است بدانید سفر به ماه سه روز به طول می‌انجامد، در حالی که برای سفر دو طرفه به مریخ به چیزی در حدود سه سال زمان نیاز است! آزمایش‌هایی که در ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام می‌شود در حال حاضر پایه‌ی تحقیقات دانشمندان درباره‌ی برنامه‌ریزی برای سفر به مریخ است. اما نتایج این آزمایش‌ها را همیشه نمی‌توان با واقعیت‌های سفر به مریخ مقایسه کرد. به‌طور مثال اگر مشکلی جدی برای سلامت فضانوردان ایستگاه فضایی پیش بیاید آن‌ها می‌توانند چند ساعت بعد به زمین بازگردند. علاوه بر این فضاپیماهای باری به‌طور مرتب غذای تازه، تجهیزات پزشکی و دیگر لوازم مورد نیاز فضانوردان را به ایستگاه فضایی می‌رسانند. اما در سفر به مریخ و از همان لحظه‌ی آغاز سفر باید فکر بازگشت به زمین و دریافت تجهیزات را به‌طور کامل از سر خارج کرد.
برنامه‌ریزی و توانایی بالای فضانوردان (هم از نظر فنی و هم روانی) کلید ماموریت موفق به سمت مریخ است. فاصله‌ی زیاد مریخ از زمین باعث می‌شود که پیام فضانوردان به زمین پس از بیست دقیقه (در بیشترین حالت) به زمین برسد. این در حالی است که احتمال بروز شرایط اضطراری، مانند خطا در ابزار و یا مشکلات جسمی، نیز وجود دارد. بنابراین فضانوردان باید توانایی مواجهه با شرایط مختلف را داشته باشند. حتی اگر امکان ارتباط با کارشناسان حاضر در زمین فراهم نباشد.
۴. نبود گرانش
تغییرات گرانش چهارمین مشکل پیش روی فضانوردان است. پس از فرود بر سطح مریخ فضانوردان در مدت حدود دوسال گرانشی معادل سه هشتم گرانش سیاره‌ی زمین را تجربه خواهند کرد. در حالی که در مسیر شش ماهه‌ی زمین تا مریخ در شرایط بی‌وزنی خواهند بود.
اما جدا از مریخ و فضای میان‌سیاره‌ای فضانوردان پس از پایان ماموریت و بازگشت به زمین باید با گرانش زمین سازگار شوند. استخوان‌ها، ماهیچه‌ها و دستگاه گردش خون همگی تحت تاثیر تغییرات گرانش قرار می‌گیرند. از سویی دیگر بلند شدن از سطح یک سیاره یا فرود و وارد شدن به جو فشار فراوانی را به فضانوردان تحمیل می‌کند.
پژوهشگران ناسا در تلاش‌اند راه‌هایی را برای حل این مشکلات بیابند. یافتن روش‌های درمان پوکی استخوان و تعیین زمان‌بندی مناسب برای انجام آن‌ها از جمله اقداماتی است که می‌تواند از بروز برخی مشکلات جلوگیری کند. علاوه بر این باید تمرین‌های ورزشی ویژه‌ای نیز برای هر فضانورد طراحی شود.
۵. محیط بسته
محیط فضاپیما نقش بزرگی در زندگی روزانه‌ی فضانوردان ایفا می‌کند و عوامل مختلفی همچون دما، فشار، نورپردازی، آلودگی صوتی و فضایی که در اختیار ساکنان فضاپیما قرار می‌گیرد باید به دقت مورد بررسی قرار بگیرند. همچنین تغذیه، خواب و تمرینات ورزشی نیز از اهمیت بالایی برخوردارند.
تمام عوامل ذکر‌شده در سفر به مریخ به دقت زیر نظر گرفته می‌شوند. از کیفیت هوا تا وضعیت میکروبی محیط. چرا که میکروارگانیسم‌هایی که به‌طور طبیعی در بدن افراد وجود دارند در محیط بسته به آسانی به افراد دیگر منتقل می‌شوند.
فضانوردان نیز با نمونه‌گیری از خون و ادرار به متخصصان کمک می‌کنند تا با دقت بیشتری سلامتی آن‌ها را بررسی کنند و اطلاعات ارزشمندی از خطرات احتمالی به دست آورند. علاوه بر این مسافران مریخ بازخوردهای خود درباره‌ی وضعیت فضاپیما را به زمین انتقال می‌دهند تا در ادامه‌ی کار بتوان از نظرات آن‌ها استفاده کرد.
ناسا در حال حاضر در تلاش است تا چالش‌های سفر به مریخ را پشت سر بگذارد. تحقیقات مختلفی نیز در این پنج زمینه در حال انجام است تا مسافران مریخ با اطمینان خاطر قدم به این مسیر دشوار بگذارند.