随着人类在火星探索计划方面变得越来越雄心勃勃，我们将需要将更大的航天器降落在火星表面。到目前为止，NASA 的机器人任务已经使用了降落伞、充气气囊和空中吊车，以及下降火箭。但是，要着陆能够将宇航员送往火星的大型飞船，工程师们需要新的着陆方法。
目前，大多数航天器依靠降落伞将速度从进入火星大气层时的约 30 马赫减慢。一旦着陆器以比声速高几倍的合理速度行驶，工程师们就有多种选择可以实现软着陆。
但是，这些降落伞对于较大的飞行器来说效果不佳——它们无法很好地按比例放大。这促使航空航天工程师 Christopher Lorenz 和Zach Putnam 在 2018 年 12 月 31 日发表在《航天器与火箭杂志》上的一篇论文中探讨了其他选择。
我们需要一艘更大的飞船
迄今为止抵达火星表面的最重飞行器是“好奇号”火星车，重约 2,200 磅，略高于 1 吨。但载人航天器可能会重得多，在 5 到 20 吨之间。
这将需要使用反推火箭来减慢航天器的速度，就像 SpaceX 和 Blue Origin 着陆其助推器时使用的那样。但这会消耗大量燃料——燃料必须从地球运走（需要**更多**燃料）。而且它会占用本来可以装载人类探险家或贵重设备和补给品的货物空间。
因此，用于着陆机动的燃料非常宝贵，任务规划者必须仔细权衡如何使用这些燃料，同时还要确保航天器能够安全地着陆在安全的位置和安全的速度。
“一旦下降引擎被点燃，”Putnam 在一篇新闻稿中说道，“引擎拥有一定量的推进剂。你可以通过一种方式点燃引擎，让你精确着陆；你可以忽略精度，用完所有燃料来着陆尽可能大的航天器；或者你可以在两者之间找到平衡。”
你也可以在飞行器仍以超音速移动时对其进行操纵。“航天飞机”以其“飞行砖块”的称号而臭名昭著，但它可以被操纵。通过调整任何正在运动的航天器的角度或使其失去平衡，工程师可以产生升力，将其在给定方向上转向——即使在火星相对稀薄的大气层中也是如此。
（请记住，飞机不必使用引擎来转弯。如果飞机降低一侧机翼，整个飞行器将由于升力而朝那个方向转弯。）
这意味着任务规划者可以在点燃制动推进器并消耗宝贵燃料之前操纵他们的航天器。他们可以通过仔细选择航天器点燃火箭时的高度和角度来节省燃料。这样，他们就可以在不消耗转向燃料的情况下更接近预期的着陆目标，同时还可以最大限度地减少减慢飞行器速度所需的燃料量。
在考虑了多种方案后，作者们得出结论，最有效的飞行路径（即消耗燃料最少的路径）是首先几乎垂直地冲入大气层。然后，飞行器可以抬升，在低空飞行，那里的大气层最稠密，对飞行器产生的阻力最大。通过利用简单的物理原理减慢飞行器的速度，任务规划者可以消耗更少的燃料，从而在未来的重型任务中搭载更多科学仪器。
