数千年以来，火星都是人类想象力与文化的中心。古人惊奇于它火红的色彩以及亮度多年的消长周期。早期的望远镜观测让某些人猜测，这颗行星的表面覆盖着运河，其上的居民用它们来从事交通和贸易。在《世界大战》中，作家H·G·威尔斯(H.G.Wells)假想出了一个试图征服地球的火星文明。
1938年，奥尔森·韦尔斯(Orson Welles)让听众以为他们听到的是新闻广播，而非威尔斯小说的电台改编，从而引发了恐慌。
人类和火星的真实故事有些更加平淡，但吸引力丝毫不逊色。望远镜将天空中的红色亮点变作模糊的斑驳圆面，引发了火星运河的白日梦。仅仅50年前，由飞掠探测器拍摄的第一张火星照片看上去展示了多霾的大气。现在对火星几十年的空间探测说明，这是一个曾经拥有开放水体的星球，而水是生命必要的组分之一。
哪怕在互联网时代，火星的吸引力也并未退去。前计算机程序员安迪·韦尔(Andy Weir)乐于写作，并将虚构作品发布在他的博客上。他开始撰写一部系列作品，讲述一名受困于火星的NASA宇航员的故事。由于作品广受欢迎，他最终将其写成了一部成功的小说《火星救援》，随后它被改编为电影，并将于2015年10月上映。
《火星救援》结合了关于火星的幻想和事实，以NASA以及其他机构业已进行过的火星探测为基础，并将时间后推到了21世纪30年代。那时NASA的宇航员将定期前往火星，并生活在火星表面上进行探索。虽然片中的故事发生在未来20年之后，但NASA已经在开发片中出现的很多技术了。
在火星表面上，瓦特尼(Watney)在居住区模块(简称Hab)中停留了很多时间。这里是他远离家园的家园。
未来在火星着陆的宇航员将需要这样的家园，这样才不致于在火星上每天裹着宇航服躺在尘土中度日。在NASA的约翰逊航天中心，宇航员正在载人探测研究模拟设施(HERA)中接受长期深空探测任务的训练。HERA是模拟深空居住区的自控环境。这座两层楼高的居住区包括起居间、工作间、卫生模块和模拟气密舱。在模块中，待测试者要执行操作任务、完成载荷目标，并在一起生活14天，模拟未来在与世隔绝的环境下进行的任务。
今天，国际空间站上的宇航员拥有大量经由货运补给飞船带来的食物。在火星上，宇航员就不能依赖地球的补给飞船了——最快的货运航线至少也要花费9个月的时间。为了在火星上生存下去，他们需要持续的食物来源。他们需要自己种植作物。在《火星救援》中，瓦特尼将居住区变成了自持的农场，将土豆变成了火星上的主食。今天在地球低轨道上，莴苣是太空中最充足的作物。在国际空间站上，蔬菜实验是一种可部署的新鲜食物生产系统。
火星表面不存在湖泊、河流或海洋，从地球上运输水分需要花费9个月以上。因此火星宇航员必须要自行解决供水问题。在国际空间站上，没有一滴汗水、泪液甚至是尿液会被浪费掉。环境控制与生命保障系统从各处回收利用着水分：洗手池、口腔卫生，还有其他水源。通过水分再生系统(WRS)，水分得到了回收和过滤，可以用于饮用。
食物、水分、庇护所，这是在地球上生存的三大必需条件。但是还有第4个我们没有考虑太多的必需因素，原因是它可以自由获取——氧气。在火星上，瓦特尼无法外出呼吸新鲜空气。为了生存下去，他走到哪里都要携带自己的氧气供应。但是首先他需要制造出氧气来。在国际空间站上，美俄宇航员使用的是氧气生成系统，它可以重新处理空间站中的空气，长期持续有效地提供可供呼吸的空气。
火星表面并不太适宜人类居住。这里的大气温度很低，几乎没有任何可供呼吸的空气。探索火星表面的宇航员必须要穿上宇航服，才能在居住区之外采集样本或维护系统时生存下来。在相当一部分火星日中，马克·瓦特尼都是穿着宇航服工作的。最后他不得不在火星表面上进行一些长途跋涉，因此他的宇航服必须要灵活、舒适且可靠。
当人类登陆火星之后，他们必须要在那里停留超过一年的时间，才能等到火星运行到合适的位置，让返回地球的航程缩到最短。这为宇航员留下了大量的时间进行实验并探索周边地区，但是他们并不希望局限在步行可及的范围内。宇航员将使用强劲可靠的多功能火星车，行动到更远的地方。
缓慢而持续的力量可以赢得赛跑，离子推进技术就证实了这一点。在《火星救援》中，在前往红色星球并返回期间，阿瑞斯3号机组在赫尔墨斯飞船中生活了几个月。这艘飞船使用离子推进技术作为一种有效的手段，在太空中驶过了超过2.8亿英里。
火星上可没有加油站，也没有发电站，实际上也不存在风力。当进行载人火星探测时，太阳能可以让宇航员行进很远。小说中的赫尔墨斯飞船使用太阳能电池板作为能源，而马克·瓦特尼也通过一些有悖常规的方式使用太阳能电池板，以在火星上存活下来。
40多年来，NASA一直在安全地使用着放射性同位素热电发生机(RTG)，为24个航天任务提供电力，这其中包括前往月球的阿波罗计划。好奇号火星车以及即将发射的火星2020火星车等航天器使用改进后的新一代RTG供电。RTG是“太空电池”，可以将钚-238放射性自然衰变产生的热量转化为可靠的电力。
载人航天是危险的事业。NASA正在致力于在21世纪30年代让人类登上火星，但是为了保证宇航员能够平安返回地球，还有很多里程碑要完成。当前在国际空间站上执行一年任务的宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)绝对正确地指出：太空很艰苦。对于航天的每个方面来说，错误的余地实际上都是零。然而我们在前往火星的旅程中可以了解太多东西，让我们更好地认识宇宙，而期间我们所做所学的一切都会在地球上造福人类。