Правда, давно было установлено, что наиболее экономичной траекторией является эллипс, касательный к орбитам обеих планет. В этом случае начальные и конечные точки пути космического корабля лежат по разные стороны Солнца, на большой оси такого эллипса. Длина пути должна при атом составить приблизительно 600 миллионов километров, а время, необходимое на полет, — 258 дней. 454 дня астронавтам придется ждать на Марсе, после чего затратить на возвращение еще 258 дней. Таким образом, вся экспедиция должна будет занять два года восемь месяцев, из них пребывание на самом Марсе составит один год, два месяца и 26 дней.
Задачу значительно облегчало то обстоятельство, что в распоряжении астронавтов была внеземная станция, а у Марса имелись два небольших спутника — Фобос и Деймос — с очень слабым полем тяготения. Это значило, что на земной спутник можно заранее забросить все необходимые запасы топлива, продовольствия, снаряжения и там перегрузить на космический корабль.
Если бы ракете, стартующей в далекий путь к Марсу, пришлось отправляться с поверхности Земли, то на тонну веса корабля понадобилось бы около 75 тысяч тонн топлива. А если отправляться в путь со спутника, то понадобится не более 100 тонн топлива на тонну полезного веса.
Поэтому было решено совершить так называемый тройной прыжок. На небольшой ракете астронавты должны были с Земли добраться до спутника, там пересесть на большой космический корабль и долететь на нем до Фобоса — спутника Марса. Здесь космический корабль должен был остаться, а его экипаж на маленькой ракете совершить посадку на поверхности Марса.
Такой путь был наиболее экономичным и удобным.
Преимущества полета с пересадкой особенно сильно должны были сказаться при возвращении на Землю. Чтобы преодолеть поле тяготения Марса, нужно развить скорость более 5 километров в секунду, а на маленьком Фобосе, имеющем только 16 километров в поперечнике, притяжение настолько слабо, что человек, совершивший энергичный прыжок, мог бы улететь в межпланетное пространство. Поэтому взлет тяжелой космической ракеты с Фобоса куда проще, нежели подъем с поверхности Марса, и дает огромную экономию топлива.
Уже через два месяца после решения правительства подробный план высадки на Марс был готов. Решено было использовать большую ракету, одну из трех, изготовленных в свое время для полета на Венеру. Первая из них совершила это удивительное путешествие и возвратилась на Землю, но в укороченном виде, так как несколько ее секций астронавты вынуждены были оставить на Венере, чтобы облегчить свой корабль перед вылетом в обратный путь.
