时间到了2050年，地球面临危险！各主要国家的科学家都发出警告：近三十年来，地球的磁场在快速衰减，地球的引力也在减弱。其后果就是星际的强射线将杀死地球上的生物，强辐射还会使得海水加速蒸发，而地球引力减弱将会使水蒸气更易逃离地球，最终使地球成为一个像月亮和火星一样的干涸死球体。
这三十年来，科技已得到飞速发展。量子计算、核聚变发电、AI技术、人机对话、生命科学和医学等科技成果都得到全面爆发式增长，这使人类可对付各种挑战。但对于地球磁场及引力的减弱，人类一时尚无应对措施。
各科技大国纷纷发挥自身的科技力量，探讨地球磁场减弱的原因。联合国为此成立了专门机构以研究对策。尽管主要大国之间存在着地缘政治对立及大国竞争的现状，但面对人类生死攸关的大问题，大家还是愿意坐下来共同应付此挑战。
科学界也要为人类命运共同体群策群力，但对地心造成的问题，大家还是束手无策。科学家对星际天体这类宏观世界已有不少了解，对原子粒子等微观世界也已掌握不少。可对所居的地球内部的规律虽有所了解，但想要提出解决方法还是有点力不从心。
可时间不等人，依照目前的速度发展下去，地球的磁场将会在百年后衰减三分之一，人类的生存到那时将面临危机。于是，各国只得另谋他路。移民火星可能是个不错的想法，但这又让人觉得此方法只能是权宜之计，或只能解决部分问题。在太阳系的各大行星中，只有火星与地球的条件最接近，且温度也效适宜人类居住。但是，世界已有80多亿人口，要把这么庞大的人群移民到火星，那得要多少动力的运输工具。即使运去了火星，到了那又如何生活。那即无水，又无氧气！那的条件还不如地球，与其到了那在艰难的环境中死去，还不如在地球上与自己的家园共存亡。其实，科技界对火星移民的真正目的并不是为了把地球上的人全都移至火星。这既不现实也不可行。火星移民其实是派遣一些科学精英前往火星，探索火星从一个充满生机的星球变化成一个毫无生命的死星的深层原因。进而，找到预防地球今后变成如火星一样的死亡之星的有效方法。
联合国的专门机构举行了多次会议，但因各自代表国家的利益不同，意见不一致，会议都无果而终。但火星移民这个权宜之计各大国还是不愿放弃的。
美国是科技强国，又有先进的火星探索技术。美国航空航天局已多次成功登陆火星，一些私人星际技术探索公司也已做了多次探试性的火星飞行，并试图进行商业化的火星之旅，把那些有钱而又好探险的地球人士运往火星寻刺激。美国已有多艘飞船登陆火星，并在火星的一个区块找到了地下固态水。美国已在那建立了基地，只要能造更多更大的运载工具，就能尽量多地把自己的人运到火星去。因此，美国决定单独干。欧盟虽也有几个火星探测器在环火星转，但近二三十年一直对火星探索不够重视，而未能降落火星成功。现只希望美国大哥能带他们一把。而印度信心十足，早在2014年就已成功把火星探测器送到火星轨道绕火星飞行。只是后来一直努力，却因资金和国内诸多问题而无暇顾及此事。俄罗斯也有飞行器在环火星飞行，但一直尚未在火星上建立基地。中国火星探索已有二十几年的历史，且一直在加大力度。现已在火星的最大洼地登陆了几辆探测车，并在那钻了几个孔。虽没像美国一样找到固态水，但已探测到一些水分子，说明下面可能也有固态水或液态水。中国已有仪器可探到地球地下七十米处的水，但火星表面土层里有镁猛等多种特有元素，干扰了仪器的功能。中国降落在火星上的探测车上的仪器无法探测二十米以下深的物质，因此尚不能确定这块洼地下面是否有液态水。
既然各科技大国一时无法协调行动，那就先各干各的。美国已加快行动，俄罗斯欧盟印度也在为登陆火星投入大量人力资金，争取在年内登陆并建立基地。而联合国专门机构虽一时不能发挥作用，但也愿意随时协调各国关系，为今后的合作做些工作。
不过，俄罗斯和中国都已在研究核动力火箭，且已在地面试验成功，正大力建造。一旦建成，这种火箭就可进行火星探索。这种火箭最大的优势在于不用大量的燃料，减轻火箭的起飞重量，从而大大提高了载荷。科学家希望能把火箭的载重提高到千吨级别。美国星际技术探索公司的火箭却不用核动力，而是继续用传统燃料。他们可以重复使用一级火箭，有成本优势。便没了研究核动力火箭的动力，因此他们的火箭核技术不占优，研发核动力火箭尚需要时间。
中国的核动力火箭火星移民一号在2050年春节带着新年的喜悦顺利升空。不过这次仍是无人飞行。二个月后到达火星并进入火星轨道作环火星飞行。只是这次不像过去，没在火星表面降落探测器，而是一直绕火星运转，等待移民二号到来后一起行动。显然，火星移民一号是一艘核动力火箭的试验箭。因不载人，火星一号的载重主要为货运。一号上有一个火种号登陆舱，它硕大无朋，大过任何以往的登陆舱，而且还配有多个独立的实验室，供几位科学家专用。另有几个储存间，装载诸多科学仪器材料和用品。火星一号成功抵达火星并进入环火星轨道后，火星移民二号载人火箭才升空。
移民二号实际上是与一号同时制造的，可以说是一号的姐妹箭。一号是人类的首次用核聚变为动力的火箭，可以说是一艘试验箭。移民二号火箭只有在一号成功后，才开始航程。毕竟这是载人飞行，一切以安全为重。
移民二号里的乘客只有五人。他们是组长唐明亮、生命及医学科学家韩婵婵、化学家崇然、机械专家武开朗，最后一位是物理学家邓初南。这五人是火星移民的先遣队，肩负着为后续大量移民打开局面的艰巨任务，他们就是进军火星的开路先锋。
这五人可以说是当下中国乃至世界各自专业的顶尖科学家。组长唐明亮是计算机科学和数学家，不管是软件设计还是数学计算都不在话下。更主要的是，他擅长人工智能，利用芯片植入人脑的技术可以在关键时刻控制一个人的行为。他还是个哲学家，都说数学和哲学关系密切。他能以抽象而高端的数学计算预示星际的奥秘。同时他还提出了新存在主义的哲学观。这也正是他被任命为此次使命的组长的原因之一。他的观点就是：人类的一切行动都是自存与他存平衡或失衡的结果。而这次火星之行就是要找到人类的生存之道。此外，他还是一位心理学家。要知道，在茫茫的星空中，一个人很可能会产生种种心理问题。尤其是面对无助时，或在极端的条件下，很有可能做出极端的事来。这种时候，一个心理学家的心理疏导是至关重要的。
她的第一位恋人是她的邻居兼小学同学罗明，两人可以说是青梅竹马。到了高中，罗明因喜欢文科，进了以文科为主的高中，而她擅长理科，免试进了市外语学校。后来，罗明考入了北师大，专攻中国历史。而她考入了清华，主修生物学，后又进入医学院硕博连读。她与罗明一直保持稳定的感情关系，她也认为自己这一辈子就是罗明这个伴侣了。因为她没时间也没精力来谈恋爱，她的时间大多花在了科研上。可是，意想不到的是，这个罗明研究历史没什么成绩，却对皇家宫廷的生活入了迷，更是对帝皇的后宫艳羡不已。他自然对平淡而枯燥的科学生活兴趣索然。最终他对婵婵的爱也因厌屋及乌，而把感情转移到了一个浪漫而新潮的年轻学妹身上。婵婵知道此事后，毫不犹豫地与他割断了情怀。她觉得这样也好，从此更清静，可一心投入到科研中，再也不用为应付两人的感情而谈什么狗屁的恋爱，费时又分心！
这次她参加火星之行，某种程度上也是为了彻底割断这种念想。
第三位组员是化学家崇然。他主要研究各类土壤的化学成分，对火星的尘埃更有深入探究。他还擅长稀土的特性分析，对它们的各自功能深有了解。除了这些纯理论科学的掌握，他最得意的就是自己发明的一种石墨烯制造法，他的方法能大大降低生产成本，且时间也短，基本已达到一小时数公斤的速度。他原本想自己与企业合作，或自己创办一家石墨烯工厂开展大规模生产石墨烯，将自己的科研成果转化为商业产品。但现在地球面临生存危机，各种商业活动都得让位于人类生存的大问题。一个人挣得钱再多，如果地球成了死球，人类消亡，钱还有什么用。既然他对火星的土壤有了不少的分析结果，他应该把这种知识用到实处，为人类移民火星做些贡献。于是他加入了这次火星探索小组。
第四位成员是机械专家武开朗。他虽然只有四十岁，现代男性这个年龄应该是风度翩翩，容光焕发的样子。但我们这位男子却是满脸皱纹，一副饱经风霜的苦相。而且他还长了个五短身材，项上顶了个大脑袋，长得还真像是电影里的外星人。因他名叫武开朗，在大学时，一些好事的同学就给他起了个绰号：武大郎。这次去火星，韩婵婵就开玩笑地说，他可以去那见自己的同胞了。
他却从不生气，还老是脸上笑开了花。有事没事他总是笑眯眯的，可能正是他笑得太多，笑出了满脸的皱纹。他乐呵呵地对韩婵婵说。去那见我同胞，那不是去见我家的二郎了吗？我家二郎可厉害了，他能打虎，还会杀潘金莲，你可别做潘金莲，我家的二郎在那等着你呢！武开朗的特长是机械设计和制造，他已开发了许多高级机器，还拥有近千件专利。更主要的是他擅长3D打印，大到高耸的机械设备小到一般的工具他都能通过3D打印得以完成。这次先行的移民一号上就装载着他的两台3D打印机。别看他五短身材，但他的手脚却非常粗壮，这令他力大无比。他如立好马步，双手推着小汽车的车头，这辆小汽车车开足马力也动弹不了。
第五位组员是光电物理学家邓初南。他主要的研究对象是纳米激光和太阳能电池。他研发的光伏太阳能薄膜已具有百分之四十的转换效率。这种透明电膜在转换太阳能的同时还有蓄电功能。他的发明已被国内广泛使用，效果非常好。一些私人住宅屋顶装上这种薄膜，所产生的电，不仅可供自己家用，还可上电网卖电。许多农村种植大棚都用上了这种电膜，即使在西伯利亚最寒冷的天气下，这种大棚里也能保持适宜的温度种植各种蔬果等农作物。此外，他发明的铝电池和猛电池更是世界首创。他的电池重量轻，储蓄电能足，一次充电可供长时用电。此外，他对火山的熔岩还颇有研究，地球上每次喷发大的火山，他都会前往观察一番，并从冷却后的火山石里研究它的电磁关系。他已在这方面已发表多篇颇有价值的研究论文。
火星移民二号用核聚变为动力，其最大的优点是没有燃料箱，飞行中也无需燃料。不像传统的化学燃料火箭，一旦升入太空就甩了燃料箱和各级火箭，后面的航行只能靠惯性衡速飞行。而火星移民一号和二号可以不断加速度，因此飞抵火星的时间要比化学燃料火星少很多。不过，载人的移民二号不能一直加速度，还得考虑人的承受能力。如果每秒增加500米的加速度，一个百近重的人就要受到500斤的压力。而且，火箭快到火星时，还得减速，不然，火箭的速度太快，就会超过火星的引力，而使得火箭飞离火星，飞入茫茫星际之中。有不少国家的探火器，因未能做到减速而无法被火星引力捕捉，消失在无际的星空中。
移民二号经二个多月的飞行后，顺利接近火星。核聚变发动机早早熄了火，同时电动反推发动机开始发动。火星移民二号逐渐降速，开始进入环火星轨道。经过几次变轨，二号逐渐接近一号。然后，二号就同一号处于同一轨道。不一会儿，双方对接成功，五个成员，通过接口，从火星二号鱼贯飘入一号舱内。
进入一号之后，组长节唐明亮召集了全体成员会议，为登陆火星做些准备工作，并分析今后在火星可能将遭遇的困难作些布置。
因为大家在入选此项火星任务前，都已签下的生死保证书，早已把最坏的后果都已抛在脑后。组长的许多话几乎成了多余，但大家还是喜欢这个座谈会，因为这可增加交流，互相了解性格，更主要的是谈话可以抵卸太空的单调和沉闷的气氛。
“相信诸位在加入此次使命前都已清楚，我们的任务艰巨而又光荣，我们不仅是要成为火星移民的开拓者，而且要总结火星生存的经验，进一步了解火星为何会成为如今的模样，以防地球成为下一个火星般的星球。”唐明亮语重心长地说。
“这我们都知道，”武开朗说，装出一副大义凛然的样子。“为了地球和人类，我开朗这付骨子就算埋在火星尘土里也值了。”
“呸，呸！”韩婵婵轻蔑地斥喝道，“出师就说不吉利的话！”
“他这是要永葆青春，只可惜是永葆尸骨的不朽。”邓初南调侃了一句。
“说正经的，”唐明亮打断了他们。“有一点很重要，我们是一个严密的组织，因此一切行动要听指挥。不仅要像军人一样听指挥，且更胜军人。”他见大家用疑问的目光看着他，便解释说：“军人违抗命令，将被关禁闭，或上军事法庭。而我们在火星上没这些玩意儿，只能由我执行战场纪律！”
“就是说，我们如果不听你的，你可以直接枪毙我们任何人？”武开朗大大咧咧地问。
崇然挥手制止武开朗，“我们在入选此次使命的誓言上已签了字，那上面就明确要求入选者一切听从指挥，违抗命令者任由组织处置。而唐明亮组长就代表组织，也就是说，他有权对我们处置。”
武开朗略显不快地说:“在这个组里，组长就是皇上。我们都是臣民。毫无民主！”
“咱们这次任务是为了人类的生存，这已无可争议。和平时期个人可为了个人的自由幸福而奋斗，但在特殊时期和情况下，个人要为集体牺牲自己的利益甚至生命。我们也一样，个人服从组织，而我们整个组织服从人类的利益，为此我们可以牺牲自己的一切利益甚至生命。这一点不需要再强调了吧？！”唐明亮严肃地问道。他看大家都缄默不语，又对着武开朗问了一声，“明白了吗？”
“遵命！组长，陛下！”武开朗阴阳怪气地应了一声。
“武大郎，我看我们这群人，倒是你最适合在火星生存，你一定比我们大家活得都长！”韩婵婵有意称他为武大郎，想逗逗他，缓和一下气氛。
“为什么？你是觉得我皮肤粗糙，经得起火星风沙的磨擦？”武开朗对她眨眨眼。“我是在河西走廊那飞沙走石的戈壁滩里长大的，从小吃着沙尘，遭受风沙的磨砺。我的脸皮已被磨得像松树皮一样饱经风霜。火星的尘土比起戈壁滩的风沙，那可就是小巫见大巫了。可你这样的细皮嫩肉的就要受苦了！”他嬉皮笑脸地对韩婵婵说。
火星移民一号没载人，主要运载的都是设备和将可能在火星上用得着的化学原料等物品。火种号火星登陆舱和火星探测车都装在移民一号里。这个登陆舱很大，装载了二台3D打印机和一部钻探机。各类生活设施一应俱全，备有粮食、水、冷冻肉及疏菜等必须品，足可以让这些人在里面生活一个半月。
这个火种号同移民二号一样，也配备一套完美的制造氧气的设备。它可以把人呼出的二氧化碳转变为人所需的氧气。制造过程分三步，先把舱内的二氧化碳收集压缩，然后加氢将二氧化碳变为水，最后用电解法把水分解成氧和氢。火种号登陆火星后，在最初的几天里仍将用这种方法给这几位探索者提供维持生命的氧气。之后的时间里，他们将直接从火星的大气里抽取并压缩二氧化碳，用火星的大气制成供人生活的氧气。这也是一种试验，为今后的人类移民所需的大量生活氧气做些先期工作。
化学家崇然却有自己的一套制氧方法，他觉得的自己的方法简单实用：他只需在二氧化碳中加了一些化学品，就可将碳从二氧化碳中分离，由此制成氧气。
当然，生物家韩婵婵希望最终是在火星大量种植各类植物。由植物的光合作用将火星的二氧化碳转化为氧气。她在大学本科学的是生物学，学士论文写的就是植物的光合作用和细胞分裂的研究。
火种号登陆舱为每位科学家都配备了一个工作室。唐明亮让大家进入火种号，做好登陆火星的准备。