Selon une étude de la NASA publiée dans la revue "Science" en 2013, qui s'appuie sur des informations collectées par le vaisseau Mars Science Laboratory, un vol vers Mars ferait subir aux astronautes des doses de radiations dans la limite, voire au-delà, de l'acceptable : sans de nouveaux moyens plus rapides de propulsion, donc pour un voyage aller-retour estimé à 360 jours, les astronautes subiraient une dose estimée à 662 millisieverts (mSv), sachant qu'un astronaute ne peut pas être exposé à plus de mSv durant toute sa carrière, et que l'homme sur Terre reçoit une dose de 1 à 30 mSv par an, voire, ponctuellement, jusqu’à 50 mSv. Cette dose de 660 mSv correspond par exemple aux deux doses les plus fortes subies par les travailleurs de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi lors de l'accident qui l'a touchée en 2011, le maximum étant de 678 mSv (contre 20 mSv pour la dose acceptée pour un travailleur du nucléaire par an en France). Selon Cary Zeitlin, l'un des principaux auteurs de cette étude, cela . L'étude souligne en outre que cette évaluation devrait être fortement rehaussée en cas de survenue, durant le voyage, d’une forte éruption solaire dirigée vers le véhicule, sachant qu'elles sont imprévisibles sur plusieurs mois. Cary Zeitlin ajoute cependant que notre compréhension des effets des rayons cosmiques sur le corps humain restent .