Przy użyciu tradycyjnego napędu chemicznego, podróż astronautów na Marsa będzie trwała ok. 4-6 miesięcy w zależności od położenia Ziemi i Marsa względem siebie. Ponadto należy liczyć się z koniecznością zabrania bardzo dużych ilości paliwa chemicznego.
VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) to pierwsza generacja napędu plazmowego. Firma, która rozwija ten typ silnika, to teksańska spółka Ad Astra Rocket Company, z którą NASA zawarła umowę na finansowanie badań i rozwoju tego typu silnika. Prezesem zarządu Ad Astra jest były astronauta i członek 7 misji promów kosmicznych, dr Franklin Chang-Díaz. Kontrakt z NASA, zawarty w ramach programu Next Space Technologies for Exploration Partnerships opiewa na 10 mln USD, które zostałyby wydane na rozwój silnika i budowę działającego prototypu, który mógłby działać z całą mocą nie krócej niż 100 godzin. Ad Astra zobowiązała się także do doprowadzenia konstrukcji do 5 poziomu w 9 stopniowej skali NASA. Stopień 5 (TRL 5) oznacza pomyślne przeprowadzenie testów urządzenia bądź silnika w jego środowisku roboczym, stworzenie warunków do zabudowy w statku bądź elemencie wyposażenia docelowym i działającego mechanizmu sterowania i zarządzania nim.
VASIMR jest nietypowym silnikiem plazmowym. Służy do napędu w otwartej przestrzeni. To napęd o zmiennym impulsie własnym; ciąg wytwarzany jest przez odrzut spalanego paliwa. Stanowi je zjonizowana plazma uzyskana z argonu podgrzewanego mikrofalami. Strumień zjonizowanego gazu w komorze spalania jest ukierunkowany polem magnetycznym, osłania też ono samą konstrukcje silnika. W tym rodzaju napędu maksymalna osiągana szybkość wynosi 50 km/s. Ważący 300 kg i posiadający wydajność 60 proc. napęd plazmowy będzie 3-krotnie lepszy niż zastosowany w wahadłowcach.
Dr Franklin Chang-Díaz wyjaśnia ideę silnika VASIMR.
Jednak ten typ napędu uznawany jest przez wpływowe towarzystwo promujące eksplorację czerwonej Planety - Mars Society - za nieperspektywiczny, ze względu na konieczność zabierania dużych ilości argonu. Prezes Mars Soviety, Robert Zubrin oświadczył iż załogowa ekspedycja na Marsa potrzebuje napędu o 10000 razy wyższej mocy i 1/100 mniejszego ciężaru ma jednostkę mocy niż "wszystkie obecnie rozwijane rodzaje silników".
Być może odsunęłoby to wyprawę na Marsa w odległą przyszłość, ale wkrótce może być dostępny tańszy tego typu napęd -NASA's Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) czyli jonowy silnik sieciowy
W silniku jonowym energia pochodzi ze zjonizowania cząstek obojętnego gazu - ksenonu. Są one utrzymywane i skierowane na zewnątrz poprzez sieciową katodę i anodę znajdującą się u końca komory silnika. Podobnie jak napęd typu VASIMR także sieciowy silnik jonowy może działać tylko w otwartej przestrzeni. Jednak NEXT został już wdrożony - jedenz pierwszych silników tego typu został zamontowany w sondzie-statku kosmicznym Dawn, który po 7 latach przechwycił asteroid Vesta i 6 marca br. znalazł się na orbicie planetoidy Ceres. Obecnie przesyła dane dotyczące tej planetoidy.
NASA chce zamontować jonowe silniki II generacji, w orbiterach marsjańskich, które zostaną wystrzelone w 2022 roku. Mają one stać się stacjami przekaźnikowymi dla następnych generacji rozpoznawczych automatycznych pojazdów marsjańskich, o możliwościach większych niż dotąd działające na powierzchni Czerwonej Planety, stąd potrzebny będzie stabilny i zarazem dużej mocy napęd. Silnik jonowy II generacji ma osiągać szybkości do 35 km/s. Silnik tego typu mógłby zostać także zamontowany w statku załogowym, który poleci na Marsa. Silnik typu NEXT zostałby wtedy uruchomiony po opuszczeniu okolic Ziemi, czego dokonano by przy pomocy klasycznego napędu chemicznego. Lądowanie na Marsie i późniejsze lądowanie powrotne na Ziemi wykonane byłoby przez człon badawczo-załogowy, wyposażony w silniki chemiczne. Istnieje także koncepcja, według której w locie na Marsa wykorzystano by Międzynarodową Stację Kosmiczną ISS. Do niej przycumowałby statek z astronautami wracającymi z Marsa. Powróciliby oni na Ziemię "klasyczną" kapsułą załogową zadokowaną przy ISS, zaś statek kosmiczny pozostałby przycumowany do Stacji.