Se analiza el diseño óptimo del sistema de propulsión para un posible Vehículo de Ascenso en Marte, en el contexto de la Misión de Retorno de Muestras de Marte. El Vehículo de Ascenso en Marte debe realizar una fase de ascenso inicial desde la superficie y luego circularizarse en una órbita de 170 km. Se considera un lanzador de dos etapas: se utiliza el mismo motor de cohete híbrido para ambas etapas con el fin de limitar los costos de desarrollo. Se emplea un grupo de dos, tres o cuatro motores en la primera etapa, mientras que en la segunda etapa siempre se utiliza un solo motor. En cuanto al sistema de alimentación, se consideran tres alternativas, a saber, un sistema de alimentación por descarga, un sistema regulado y un sistema de alimentación por turbo-bomba eléctrica. Este último emplea un motor eléctrico para accionar la turbobomba de oxidante, mientras que la energía se suministra al motor mediante baterías de litio. Todas las opciones de diseño resultaron en configuraciones viables del Vehículo de Ascenso en Marte (las cargas útiles están en el rango de 70-100 kg), lo que hace que la alternativa híbrida valga la pena considerar para la misión de retorno de muestras. El uso de un sistema de alimentación por turbo-bomba eléctrica determina el mejor rendimiento del vehículo con una ganancia estimada de carga útil del 10-25% con respecto a los sistemas de alimentación por presión de gas.