После пятисуточных исследований на Красной планете на орбиту стартовала взлетная часть МПК, стыковавшаяся с межпланетно-орбитальным кораблем. Двигатели МОК включались на режим разгона, который длился 17 суток в сфере действия Марса и еще 66 – вне его пределов. После долгого пассивного участка, когда траектория комплекса проходила на максимально близком расстоянии от Солнца (между Венерой и Меркурием), начинался семнадцатисуточный активный участок возврата. Фактически это была коррекция траектории ради уменьшения длительности полета – увеличением скорости. Далее снова шел пассивный участок. А за трое суток до подлета к Земле ядерно-электрореактивная установка включалась вновь, уменьшая скорость комплекса. При входе в сферу действия Земли от МЭК отделялся спускаемый аппарат, а сам корабль переводился на пролетную траекторию.
В том же аванпроекте Н-1М рассматривали и вариант межпланетного экспедиционного комплекса с использованием ядерных ракетных двигателей (ЯРД) РО-31, разрабатываемых в тот момент в КБ химавтоматики. Этот двигатель, работающий на водороде, при тяге в 40 т имел удельный импульс в 910 секунд. В этом случае МЭК, имеющий форму карандаша длиной около 200 метров, помимо марсианского орбитального и посадочного кораблей, состоял бы из трех ступеней, каждая из которых была оснащена ЯРД. На первой ступени стояло шесть ЯРД, на второй – два и на третьей – один ядерный двигатель РО-31. Для сборки комплекса на орбите требовался запуск пяти тяжелых ракет-носителей Н-2. Общая продолжительность экспедиции составила бы около тысячи суток.
Тогда же, потеряв надежду участвовать в лунной гонке, другой знаменитый генконструктор, Владимир Челомей, решил стать первым на Марсе. В соответствии с приказом министра общего машиностроения С. А. Афанасьева от 30 июня 1969 года в рамках темы «Аэлита» началась разработка проекта ракеты-носителя УР-700М и марсианского корабля МК-700.
Предварительные проработки показали, что масса марсианского экспедиционного комплекса на орбите Земли должна составлять по меньшей мере 900-1000 тонн, а еще лучше 1200–1400 тонн. Использование ракеты УР-700 затянет время сборки, поскольку потребуется десять запусков такой огромной ракеты. Поэтому челомеевцы рассмотрели несколько вариантов гигантских ракетносителей. При этом Владимир Челомей использовал тот же модульный принцип, что и на УР-700. На УР-700М (она же УР-900) грузоподъемностью 240 тонн первые две ступени образовывали связку уже не из 9, а из 15 блоков, на каждом из которых должен был стоять двигатель РД-270 тягой 640 тонн разработки