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用月球着陆器的设计理念，即着陆器由上下两部分组成，下部是一个有四条腿、通过火箭发动机实现“软着陆”的着陆平台，上部则是宇航员完成登月使命后将他们送回月球轨道的飞行舱。
根据美宇航局的构想，未来登月计划的第一步将是由专门载人和载物的两个运载火箭将4名宇航员和上述硬件设备分别发送上天。第二步是“载人探索飞行器”在近地轨道与月球着陆器对接，并由载物运载火箭的第二级火箭将它们送往月球。第三步是月球着陆器在月球上空轨道与“载人探索飞行器”脱离，并降落到月球表面，“载人探索飞行器”仍留在月球轨道上。第四步是宇航员在进行大约一星期的月球探索之后再乘月球着陆器的飞行舱返回“载人探索飞行器”。第五步是“载人探索飞行器”抛弃着陆器飞行舱后飞回地球。第六步是“载人探索飞行器”伞降至地面。
美宇航局目前的计划是从2018年开始每年至少登月两次。宇航员将乘坐高科技月球车勘察月球表面，为至今仍困扰研究人员的一些月球之谜寻找答案。宇航员还要在月球上从事多种科目的科学研究，并努力在月球上寻找可供以后航天飞行利用的资源。宇航局登月计划的最后一步是在月球上建立一个由宇航员生活设施、发电站和通信站等部分组成的月球基地。基地很可能选址在月球的南极，因为科学家认为那里可能有大量或许可作燃料用的氢原料，还可能有冰存在。
据报道，美宇航局计划再次登月并设月球基地让宇航员常驻的主要目的之一，是为未来火星登陆计划积累经验和进行相关的技术准备。尽管美宇航局估计要到2020年左右才开始细化登陆火星计划，但一些初步构想目前已现雏形，其中包括可能要通过大型运载火箭的4至5次发射将火星飞船和其他硬件设备送上轨道。在6名宇航员踏上火星之旅之前，需要在火星上也设立一个有宇航员生活设施、电力设备和通信设备的基地，宇航局可能会用遥控的方式将有关硬件送达火星表面。
宇航员飞往火星单程大约需要6个月。在火星上登陆后，6名宇航员计划花500天时间对火星表面大片区域进行探索和研究，包括寻找火星上可能的生命迹象。
根据宇航局的研究报告，美国的上述载人航天计划到2025年估计将共耗资2170亿美元。
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