ดาวอังคารได้รับการสำรวจจากระยะไกลโดยยานอวกาศยานสำรวจที่ส่งจากโลก เริ่มตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 ทำให้ความรู้เกี่ยวกับระบบดาวอังคารเพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยเน้นที่การทำความเข้าใจธรณีวิทยาและศักยภาพในการอยู่อาศัยเป็น หลัก ^{[ 1 ] [ 2 ]}การเดินทางระหว่างดาวเคราะห์นั้นซับซ้อนและการสำรวจดาวอังคารประสบกับอัตราความล้มเหลวสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในความพยายามครั้งแรกๆ ยานอวกาศประมาณร้อยละ 60 ที่มุ่งหน้าไปยังดาวอังคารล้มเหลวก่อนที่จะทำภารกิจสำเร็จ บางลำล้มเหลวก่อนที่จะเริ่มการสังเกตการณ์ได้ บางภารกิจประสบความสำเร็จอย่างไม่คาดคิด เช่นยานสำรวจดาวอังคารแฝดSpiritและOpportunityซึ่งใช้งานได้นานหลายปีเกินกว่าข้อกำหนด^{[ 3 ]}

มียานสำรวจที่ใช้งานได้สองลำบนพื้นผิวของดาวอังคาร ได้แก่CuriosityและPerseverance ซึ่งทั้งสอง ลำดำเนินการโดยองค์การอวกาศแห่งสหรัฐอเมริกาNASA Perseveranceมี เฮลิคอปเตอร์ Ingenuity คอยติดตามไปด้วย ซึ่งทำหน้าที่สำรวจพื้นที่ให้Perseveranceศึกษา ก่อนที่ภารกิจของเฮลิคอปเตอร์จะสิ้นสุดลงในปี 2024 ^{[ 4 ]}ยานสำรวจZhurongซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ ภารกิจ Tianwen-1โดยองค์การบริหารอวกาศแห่งชาติจีน (CNSA) ^{[ 5 ] [ 6 ]}ยังคงทำงานอยู่จนถึงวันที่ 20 พฤษภาคม 2022 เมื่อมันเข้าสู่โหมดจำศีลเนื่องจากพายุทรายและฤดูหนาวของดาวอังคารกำลังจะมาถึง คาดว่ายานสำรวจจะตื่นจากการจำศีลในเดือนธันวาคม 2022 แต่ ณ เดือนเมษายน 2023 ยานสำรวจก็ยังไม่เคลื่อนที่และคาดว่าอยู่ในสถานะไม่ทำงานอย่างถาวร^{[ 7 ]}

ปัจจุบันมียานสำรวจดาวอังคาร 6 ลำที่โคจรสำรวจดาวอังคาร ได้แก่Mars Odyssey , Mars Express , Mars Reconnaissance Orbiter , Trace Gas Orbiter , Hope Mars MissionและTianwen-1ซึ่งได้ให้ข้อมูลจำนวนมหาศาลเกี่ยวกับดาวอังคาร

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2567 NASA ได้คัดเลือกบริษัทหลายแห่งเพื่อเริ่มการศึกษาเกี่ยวกับการให้บริการเชิงพาณิชย์เพื่อส่งเสริมวิทยาศาสตร์หุ่นยนต์บนดาวอังคาร^{[ 8 ]}

ดาวอังคารเป็นเป้าหมายที่มนุษย์ให้ความสนใจมานานแล้ว การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในยุคแรกเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงสีบนพื้นผิวซึ่งเกิดจากพืชพรรณตามฤดูกาล และลักษณะเส้นตรง ที่ปรากฏ นั้นถูกระบุว่าเป็นการออกแบบโดยผู้ทรงปัญญา การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์เพิ่มเติมพบดวงจันทร์สองดวงคือโฟบอสและดีมอสขั้วโลกน้ำแข็ง และลักษณะที่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อโอลิมปัส มอนส์ซึ่ง เป็นภูเขาที่สูงที่สุดใน ระบบสุริยะการค้นพบเหล่านี้กระตุ้นความสนใจในการศึกษาและสำรวจดาวเคราะห์สีแดงมากขึ้น ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์หินเช่นเดียวกับโลกซึ่งก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน แต่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงครึ่งหนึ่งของโลก และมีชั้นบรรยากาศ บาง ๆ มีพื้นผิวที่หนาวเย็นและเหมือนทะเลทราย^{[ 9 ]}

วิธีหนึ่งที่พื้นผิวของดาวอังคารถูกจัดหมวดหมู่คือโดย " สี่เหลี่ยม " สามสิบอัน โดยแต่ละสี่เหลี่ยมจะตั้งชื่อตามลักษณะทางกายภาพที่โดดเด่นภายในสี่เหลี่ยมนั้น^{[ 10 ] [ 11 ]}

ช่วงเวลาการปล่อยยานที่ใช้พลังงานต่ำสุดสำหรับการสำรวจดาวอังคารเกิดขึ้นในช่วงเวลาประมาณสองปีสองเดือน (โดยเฉพาะ 780 วัน ซึ่งเป็นช่วงเวลาซินโนดิก ของดาวเคราะห์ เมื่อเทียบกับโลก) ^{[ 12 ]}นอกจากนี้ พลังงานการถ่ายโอนที่ต่ำที่สุดที่มีอยู่จะแตกต่างกันไปตามรอบประมาณ 16 ปี^{[ 12 ]}ตัวอย่างเช่น ค่าต่ำสุดเกิดขึ้นในช่วงเวลาการปล่อยยานในปี 1969 และ 1971 เพิ่มขึ้นถึงจุดสูงสุดในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และลดลงต่ำสุดอีกครั้งในปี 1986 และ 1988 ^{[ 12 ]}

นับตั้งแต่ปี 1960 โครงการอวกาศของโซเวียตได้ส่งยานสำรวจหลายลำไปยังดาวอังคาร ซึ่งรวมถึงการบินผ่านครั้งแรก (แต่ไม่ประสบความสำเร็จ) และการลงจอดแบบกระแทกในเดือนพฤศจิกายนปี 1962 ยานMars 2MV-3 หมายเลข 1มีเป้าหมายที่จะลงจอดบนดาวอังคาร แต่ไม่สามารถออกจากวงโคจรต่ำของโลกได้ และสลายตัวลงในชั้นบรรยากาศของโลก ค่อยๆ แตกสลายไป^{[ 19 ]}การบินผ่านดาวอังคารที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกเกิดขึ้นในวันที่ 14–15 กรกฎาคม 1965 โดยยาน Mariner 4ของ NASA ^{[ 20 ]}ในวันที่ 14 พฤศจิกายน 1971 Mariner 9กลายเป็นยานสำรวจอวกาศลำแรกที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงอื่น เมื่อมันเข้าสู่วงโคจรรอบดาวอังคาร^{[ 21 ]}ปริมาณข้อมูลที่ส่งกลับมาโดยยานสำรวจเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทคโนโลยีดีขึ้น^{[ 19 ]}

ยานสำรวจของโซเวียตสองลำแรกที่สัมผัสพื้นผิว ได้แก่ยานลงจอดMars 2 เมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายน และ ยานลงจอด Mars 3เมื่อวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2514 ระบบลงจอดของ Mars 2 ล้มเหลวระหว่างการลงจอด และยานสำรวจก็สูญหายไปในการตกกระแทกในเวลาต่อมา Mars 3 ประสบความสำเร็จในการลงจอดอย่างนุ่มนวล ครั้งแรกบนดาว อังคาร^{[ 22 ]} Mars 6ล้มเหลวระหว่างการลงจอด แต่ได้ส่งข้อมูลบรรยากาศที่เสียหายกลับมาในปี พ.ศ. 2517 ^{[ 23 ]}การปล่อยยานไวกิ้ง ของ NASA ในปี พ.ศ. 2518 ประกอบด้วยยานโคจรสองลำ แต่ละลำมียานลงจอดที่ลงจอดอย่างนุ่มนวลได้สำเร็จในปี พ.ศ. 2519 Viking 1ยังคงใช้งานได้เป็นเวลาหกปีViking 2เป็นเวลาสามปี ยานลงจอดไวกิ้งได้ส่งภาพพาโนรามาสีแรกของดาวอังคารกลับมา^{[ 24 ]}

ยานสำรวจPhobos 1 และ 2 ของโซเวียต ถูกส่งไปยังดาวอังคารในปี 1988 เพื่อศึกษาดาวอังคารและดวงจันทร์ทั้งสองดวง โดยเน้นที่ Phobos เป็นหลัก Phobos 1 ขาดการติดต่อระหว่างทางไปดาวอังคาร ส่วน Phobos 2 แม้จะถ่ายภาพดาวอังคารและ Phobos ได้สำเร็จ แต่ก็ล้มเหลวก่อนที่จะปล่อยยานลงจอดสองลำลงบนพื้นผิวของ Phobos ^{[ 25 ]}

ภารกิจที่ยุติลงก่อนกำหนดหลังจากโฟบอส 1 และ 2 (ปี 1988) ได้แก่ (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วน ปัญหาของยานสำรวจ ):

• ยานสำรวจดาวอังคาร (ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 1992)
• มีนาคม 96 (1996)
• ยานสำรวจสภาพภูมิอากาศดาวอังคาร (1999)
• ยานลงจอดขั้วโลกดาวอังคารพร้อม ยาน สำรวจอวกาศลึก 2 (1999)
• โนโซมิ (2003)
• บีเกิล 2 (2003)
• Fobos-GruntกับYinghuo-1 (2011)
• Schiaparelli lander (2016)

หลังจากความล้มเหลวของ ยานสำรวจดาว อังคาร Mars Observer ในปี 1993 ยานสำรวจดาวอังคาร Mars Global Surveyorของ NASA ก็สามารถโคจรรอบดาวอังคารได้ในปี 1997 ภารกิจนี้ประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์ โดยเสร็จสิ้นภารกิจการทำแผนที่หลักในช่วงต้นปี 2001 การติดต่อกับยานสำรวจขาดหายไปในเดือนพฤศจิกายนปี 2006 ระหว่างโครงการขยายเวลาครั้งที่สาม โดยใช้เวลาปฏิบัติการในอวกาศทั้งหมด 10 ปี ยาน สำรวจ ดาวอังคาร Mars Pathfinder ของ NASA ซึ่งบรรทุกยานสำรวจหุ่นยนต์Sojournerได้ลงจอดในAres Vallisบนดาวอังคารในเดือนกรกฎาคมปี 1997 และนำภาพกลับมาจำนวนมาก^{[ 26 ]}

ยานสำรวจ ดาวอังคาร Odysseyของ NASA เข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารในปี 2544 ^{[ 27 ]}เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาของOdysseyตรวจพบไฮโดรเจนในปริมาณมากในชั้นเรโกลิธบนดาวอังคารประมาณ 1 เมตรไฮโดรเจนนี้เชื่อว่ามีอยู่ในแหล่งสะสมน้ำแข็ง ขนาดใหญ่ ^{[ 28 ]}

ภารกิจMars Expressขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) เดินทางถึงดาวอังคารในปี 2546 โดยบรรทุกยานลงจอดBeagle 2ซึ่งไม่ได้รับการติดต่อหลังจากถูกปล่อยและถูกประกาศว่าสูญหายในเดือนกุมภาพันธ์ 2547 Beagle 2ถูกค้นพบในเดือนมกราคม 2558 โดยกล้อง HiRise บนยานMars Reconnaissance Orbiter (MRO) ของ NASA หลังจากลงจอดอย่างปลอดภัย แต่ไม่สามารถกางแผงโซลาร์เซลล์และเสาอากาศได้อย่างสมบูรณ์^{[ 29 ] [ 30 ]}ในช่วงต้นปี 2547 ทีม Mars Express Planetary Fourier Spectrometerประกาศว่ายานโคจรตรวจพบมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ทางชีวภาพที่อาจเกิดขึ้นได้^ESAประกาศในเดือนมิถุนายน 2549 การค้นพบแสงเหนือบนดาวอังคารโดยMars Express [ ^{31 ]}

พระอาทิตย์ตกบนดาวอังคาร, ยานสำรวจสปิริต , ปี 2005

ภาพถ่ายบริเวณขั้วโลกเหนือ ยานลงจอดฟีนิกซ์ปี 2008

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2547 ยานสำรวจดาวอังคารแฝดของ NASA ที่ชื่อSpirit (MER-A) และOpportunity (MER-B) ได้ลงจอดบนพื้นผิวของดาวอังคาร ทั้งสองลำบรรลุและเกินเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมด ผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือหลักฐานที่แน่ชัดว่าเคยมีน้ำเหลวอยู่ ณ จุดลงจอดทั้งสองแห่งในอดีตพายุฝุ่นและพายุลมบนดาวอังคารได้ทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์ของยานสำรวจทั้งสองเป็นครั้งคราว ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น^{[ 32 ]} ยานสำรวจ Spirit (MER-A) ใช้งานได้จนถึงปี พ.ศ. 2553 เมื่อหยุดส่งข้อมูลเนื่องจากติดอยู่ในเนินทรายและไม่สามารถปรับทิศทางตัวเองเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้^{[ 33 ]}

ยานโรเซตตาเข้าใกล้ดาวอังคารในระยะ 250 กม. ระหว่างการบินผ่านในปี 2550 ^{[ 34 ]}ยานดอว์นบินผ่านดาวอังคารในเดือนกุมภาพันธ์ 2552 เพื่อใช้แรงโน้มถ่วงช่วยในการเดินทางไปสำรวจเวสตาและเซเรส ^{[ 35 ]}

ยานฟีนิกซ์ลงจอดที่บริเวณขั้วโลกเหนือของดาวอังคารเมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2551 ^{[ 36 ]}แขนหุ่นยนต์ของยานได้ขุดลงไปในดินของดาวอังคาร และได้รับการยืนยันว่ามีน้ำแข็งอยู่เมื่อวันที่ 20 มิถุนายน พ.ศ. 2551 ^{[ 37 ] [ 38 ]}ภารกิจสิ้นสุดลงเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551 หลังจากขาดการติดต่อ ^{[ 39 ] ใน ปี}พ.ศ. 2551 ราคาของการขนส่งวัสดุจากพื้นผิวโลกไปยังพื้นผิวของดาวอังคารอยู่ที่ประมาณ 309,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม [ ^{40 ]}

องค์การวิจัยอวกาศแห่งอินเดีย (ISRO) ได้ปล่อยภารกิจยานโคจรดาวอังคาร (MOM) เมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2013 และเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารเมื่อวันที่ 24 กันยายน 2014 ISRO ของอินเดียเป็นหน่วยงานอวกาศลำดับที่สี่ที่ไปถึงดาวอังคาร ต่อจากโครงการอวกาศของสหภาพโซเวียต NASA และ ESA ^{[ 41 ]}อินเดียประสบความสำเร็จในการส่งยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคาร และกลายเป็นประเทศแรกที่ทำได้ในการพยายามครั้งแรก^{[ 42 ]}

ณ ปี 2026 ยานสำรวจอวกาศPsycheเป็นยานสำรวจลำล่าสุดที่ไปเยือนดาวอังคาร โดยบินผ่านดาวเคราะห์สีแดงเพื่อใช้การปรับวิถีโคจรแบบเฮลิโอเซนทริก ให้มีมุมเอียงเดียวกับ ดาวเคราะห์ น้อย เป้าหมาย16 Psycheยานสำรวจบินเข้าใกล้พื้นผิวดาวอังคารมากที่สุดที่ระยะ 4,500 กิโลเมตร (2,800 ไมล์) ^{[ 43 ]} เนื่องจาก Psyche เข้าใกล้ดาวอังคารด้วยมุมเฟสสูง ดาวเคราะห์จึงปรากฏเป็นเสี้ยวบางๆ ก่อนการบินผ่านอย่างใกล้ชิด โดยได้รับแสงสว่างจากแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากพื้นผิว^{[ 44 ]}

ต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยย่อของภารกิจสำรวจดาวอังคารในอดีต โดยเน้นที่ยานโคจรและยานบินผ่าน โปรดดูเพิ่มเติมที่การลงจอดบนดาวอังคารและยาน สำรวจดาวอังคาร

ระหว่างปี 1960 ถึง 1969 สหภาพโซเวียตได้ปล่อยยานสำรวจ 9 ลำเพื่อไปยังดาวอังคาร แต่ทั้งหมดล้มเหลว: 3 ลำล้มเหลวตั้งแต่การปล่อย; 3 ลำไม่สามารถเข้าสู่วงโคจรใกล้โลกได้; 1 ลำล้มเหลวระหว่างการเร่งเครื่องยนต์เพื่อนำยานเข้าสู่วงโคจรผ่านดาวอังคาร; และ 2 ลำล้มเหลวระหว่างการโคจรในวงโคจรระหว่างดาวเคราะห์

โครงการMars 1M (บางครั้งถูกเรียกว่า Mars-nik ในสื่อตะวันตก) เป็นโครงการสำรวจอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ไร้คนขับโครงการแรกของสหภาพโซเวียต ซึ่งประกอบด้วยยานสำรวจสองลำที่ปล่อยไปยังดาวอังคารในเดือนตุลาคม ค.ศ. 1960 คือMars 1960AและMars 1960B (หรือที่รู้จักกันในชื่อKorabl 4และKorabl 5ตามลำดับ) หลังจากปล่อยยานแล้ว ปั๊มของจรวดขั้นที่สามไม่สามารถสร้างแรงดันได้เพียงพอที่จะเริ่มการจุดระเบิด ดังนั้นจึงไม่สามารถเข้าสู่วงโคจรรอบโลกได้ ยานอวกาศขึ้นไปถึงระดับความสูง 120 กิโลเมตรก่อนที่จะกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก

Mars 1962Aเป็นภารกิจบินผ่านดาวอังคาร ซึ่งปล่อยเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2505 และMars 1962Bเป็นภารกิจลงจอดบนดาวอังคารครั้งแรกที่ตั้งใจไว้ ซึ่งปล่อยในช่วงปลายเดือนธันวาคมของปีเดียวกัน (พ.ศ. 2505) ทั้งสองภารกิจล้มเหลวเนื่องจากแตกเป็นชิ้นๆ ขณะกำลังเข้าสู่วงโคจรของโลก หรือส่วนบนของจรวดระเบิดในวงโคจรระหว่างการเผาไหม้เพื่อนำยานอวกาศเข้าสู่วิถีโคจรผ่านดาวอังคาร^{[ 33 ]}

Mars 1 (1962 Beta Nu 1) ยานอวกาศอัตโนมัติสำหรับเดินทางระหว่างดาวเคราะห์ที่ถูกส่งไปยังดาวอังคารเมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ. 2505 เป็นยานสำรวจลำแรกของโครงการสำรวจดาวอังคาร ของโซเวียต ที่ไปถึงวงโคจรระหว่างดาวเคราะห์ Mars 1 มีจุดประสงค์ที่จะบินผ่านดาวอังคารในระยะห่างประมาณ 11,000 กิโลเมตร และถ่ายภาพพื้นผิว รวมถึงส่งข้อมูลกลับมายังดาวอังคารเกี่ยวกับรังสีคอสมิก การกระทบของ ไมโครอุกกาบาต และ สนามแม่เหล็กของดาวอังคารสภาพแวดล้อมของรังสี โครงสร้างบรรยากาศ และสารประกอบอินทรีย์ที่เป็นไปได้^{[ 45 ] [ 46 ]}มีการส่งสัญญาณวิทยุ 61 ครั้ง โดยเริ่มแรกส่งทุกๆ 2 วัน และต่อมาทุกๆ 5 วัน ซึ่งได้รวบรวมข้อมูลระหว่างดาวเคราะห์จำนวนมาก เมื่อวันที่ 21 มีนาคม พ.ศ. 2506 ขณะที่ยานอวกาศอยู่ห่างจากโลก 106,760,000 กิโลเมตร ระหว่างทางไปดาวอังคาร การสื่อสารได้หยุดลงเนื่องจากระบบการวางแนวเสาอากาศล้มเหลว^{[ 45 ] [ 46 ]}

ในปี พ.ศ. 2507 การปล่อยยานสำรวจของโซเวียตทั้งสองครั้ง ได้แก่Zond 1964Aในวันที่ 4 มิถุนายน และZond 2ในวันที่ 30 พฤศจิกายน (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Zond ) ประสบความล้มเหลว Zond 1964A ประสบความล้มเหลวในระหว่างการปล่อย ในขณะที่การสื่อสารกับ Zond 2 ขาดหายไประหว่างทางไปดาวอังคารหลังจากทำการปรับเส้นทางกลางทาง ในช่วงต้นเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2508 ^{[ 33 ]}

ในปี พ.ศ. 2512 และเป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำรวจดาวอังคารสหภาพโซเวียตได้เตรียมยานโคจรขนาด 5 ตันที่เหมือนกันสองลำชื่อ M-69 ซึ่งนาซาตั้งชื่อว่าMars 1969AและMars 1969B ยาน สำรวจทั้งสองลำสูญหายไปเนื่องจากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยจรวดโปรตอนที่เพิ่งพัฒนาขึ้นใหม่^{[ 47 ]}

สหภาพโซเวียตตั้งใจที่จะส่งดาวเทียมเทียมดวงแรกไปโคจรรอบดาวอังคารให้เร็วกว่าแผนการสร้าง ยานโคจรดาวอังคาร Mariner 8และMariner 9 ของสหรัฐฯ ในเดือนพฤษภาคม ปี 1971 หนึ่งวันหลังจากที่ Mariner 8 เกิดความผิดพลาดระหว่างการปล่อยและไม่สามารถขึ้นสู่วงโคจรได้ ยานCosmos 419 (Mars 1971C)ซึ่งเป็นยานสำรวจขนาดใหญ่ของโครงการ M-71 ของโซเวียต ก็ล้มเหลวในการปล่อยเช่นกัน ยานอวกาศลำนี้ถูกออกแบบมาเพื่อโคจรรอบดาวอังคารเท่านั้น ในขณะที่ยานสำรวจอีกสองลำถัดไปของโครงการ M-71 คือMars 2และMars 3เป็นยานอเนกประสงค์ที่รวมเอาทั้งยานโคจรและยานลงจอด พร้อมด้วยยานสำรวจ พื้นผิวขนาดเล็กแบบมีสกี ( PrOP-M ) ซึ่งจะเป็นยานสำรวจพื้นผิวดาวเคราะห์ดวงแรกนอกดวงจันทร์ ยานทั้งสองลำนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศได้สำเร็จในช่วงกลางเดือนพฤษภาคม ปี 1971 และเดินทางถึงดาวอังคารในอีกประมาณเจ็ดเดือนต่อมา เมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายน พ.ศ. 2514 ยานลงจอดของ Mars 2 ตกกระแทกพื้นเนื่องจากคอมพิวเตอร์บนยานทำงานผิดพลาด และกลายเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกที่ลงจอดบนพื้นผิวของดาวอังคาร เมื่อวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2514 ยานลงจอดของ Mars 3 กลายเป็นยานอวกาศลำแรกที่ลงจอดอย่างนุ่มนวลแต่การส่งสัญญาณถูกขัดจังหวะหลังจาก 14.5 วินาที^{[ 48 ]}

ยานโคจร Mars 2 และ 3 ส่งข้อมูลกลับมาในปริมาณมากพอสมควร ครอบคลุมช่วงเวลาตั้งแต่เดือนธันวาคม พ.ศ. 2514 ถึงเดือนมีนาคม พ.ศ. 2515 แม้ว่าการส่งข้อมูลจะยังคงดำเนินต่อไปจนถึงเดือนสิงหาคมก็ตาม ภายในวันที่ 22 สิงหาคม พ.ศ. 2515 หลังจากส่งข้อมูลและภาพถ่ายทั้งหมด 60 ภาพกลับมา ยาน Mars 2 และ 3 ก็สิ้นสุดภารกิจ ภาพและข้อมูลเหล่านี้ทำให้สามารถสร้างแผนที่ภูมิประเทศบนพื้นผิว และให้ข้อมูลเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็ก ของดาวอังคาร ได้^{[ 49 ]}

ในปี 1973 สหภาพโซเวียตได้ส่งยานสำรวจอีกสี่ลำไปยังดาวอังคาร ได้แก่ ยานโคจร Mars 4และMars 5และ ยานบินผ่าน/ลงจอด Mars 6และMars 7ภารกิจทั้งหมด ยกเว้น Mars 7 ส่งข้อมูลกลับมา โดย Mars 5 ประสบความสำเร็จมากที่สุด Mars 5 ส่งภาพเพียง 60 ภาพก่อนที่ความดันภายในตัวส่งสัญญาณจะลดลงจนทำให้ภารกิจสิ้นสุดลง ยานลงจอด Mars 6 ส่งข้อมูลระหว่างการลงจอด แต่ล้มเหลวเมื่อกระทบพื้น Mars 4 บินผ่านดาวเคราะห์ในระยะ 2200 กิโลเมตร ส่งภาพและ ข้อมูล การบังแสง วิทยุกลับมา ซึ่งถือเป็นการตรวจพบไอโอโนสเฟียร์ ด้านกลางคืน ของดาวอังคาร เป็นครั้งแรก ^{[ 50 ]}ยานสำรวจ Mars 7 แยกตัวออกจากยานแม่ก่อนกำหนดเนื่องจากปัญหาในการทำงานของระบบบนยาน (ระบบควบคุมทิศทางหรือจรวดเรโทร) และพลาดเป้าหมายไป 1,300 กิโลเมตร (8.7 × 10 ⁻⁶  au) ^{[ 51 ]}

ในปี ค.ศ. 1964 ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันของนาซาได้พยายามสองครั้งในการเดินทางไปยังดาวอังคาร ยานอวกาศ มาริเนอร์ 3และมาริเนอร์ 4เป็นยานอวกาศที่เหมือนกันทุกประการ ออกแบบมาเพื่อทำการบินผ่านดาวอังคารเป็นครั้งแรก มาริเนอร์ 3 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน ค.ศ. 1964 แต่ฝาครอบที่ห่อหุ้มยานอวกาศบนยอดจรวดไม่เปิดออกอย่างถูกต้อง ทำให้ภารกิจล้มเหลว สามสัปดาห์ต่อมา ในวันที่ 28 พฤศจิกายน ค.ศ. 1964 มาริเนอร์ 4 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศอย่างประสบความสำเร็จ ในการเดินทางไปยังดาวอังคารเป็นเวลา 7 เดือนครึ่ง

ยาน Mariner 4 บินผ่านดาวอังคารเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2508 ทำให้ได้ภาพถ่ายระยะใกล้ของดาวเคราะห์ดวงอื่นเป็นครั้งแรก ภาพเหล่านั้นค่อยๆ ถูกส่งกลับมายังโลกจากเครื่องบันทึกเทปขนาดเล็กบนยานสำรวจ และแสดงให้เห็นหลุมอุกกาบาต ข้อมูลที่ได้นั้นแม่นยำมากขึ้นเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนี้ โดย ประมาณการ ว่าความดันบรรยากาศ บนพื้นผิว อยู่ที่ประมาณ 1% ของโลก และอุณหภูมิในเวลากลางวันอยู่ที่ −100 °C (−148 °F) ไม่ พบ สนามแม่เหล็ก^{[ 52 ] [ 53 ]}หรือแถบรังสีของดาวอังคาร^{[ 54 ]}ข้อมูลใหม่นี้ทำให้ต้องออกแบบยานลงจอดบนดาวอังคารใหม่ และแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตจะมีช่วงเวลาการอยู่รอดบนดาวอังคารได้ยากกว่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้^{[ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]}

นาซาได้สานต่อโครงการมาริเนอร์ด้วยยานสำรวจดาวอังคารอีกสองลำ คือมาริเนอร์ 6 และ 7โดยส่งไปในรอบการปล่อยครั้งถัดไป และไปถึงดาวอังคารในปี 1969 ในรอบการปล่อยครั้งถัดมา โครงการมาริเนอร์ก็ประสบกับการสูญเสียยานสำรวจไปหนึ่งลำมาริเนอร์ 9ประสบความสำเร็จในการเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคาร ซึ่งเป็นยานอวกาศลำแรกที่ทำได้ หลังจากที่ยานพี่น้องอย่างมาริเนอร์ 8 ล้มเหลวในเวลาปล่อย เมื่อมาริเนอร์ 9 ไปถึงดาวอังคารในปี 1971 มันและยานโคจรของโซเวียตอีกสองลำ (มาร์ส 2 และ มาร์ส 3) พบว่ามีพายุฝุ่นขนาดใหญ่ปกคลุมทั่วทั้งดาวเคราะห์ เจ้าหน้าที่ควบคุมภารกิจใช้เวลาที่รอให้พายุสงบลงเพื่อส่งยานสำรวจไปพบกับและถ่ายภาพโฟบอสเมื่อพายุสงบลงมากพอให้มาริเนอร์ 9 ถ่ายภาพพื้นผิวของดาวอังคารได้ ภาพที่ส่งกลับมานั้นแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าอย่างมากเมื่อเทียบกับภารกิจก่อนหน้านี้ ภาพเหล่านี้เป็นภาพแรกที่ให้หลักฐานโดยละเอียดมากขึ้นว่าครั้งหนึ่งอาจมีน้ำเหลวไหลอยู่บนพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงนี้ ในที่สุดพวกเขาก็ได้ค้นพบธรรมชาติที่แท้จริงของลักษณะการสะท้อนแสงของดาวอังคารหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น นิกซ์ โอลิมปิกา เป็นหนึ่งในไม่กี่ลักษณะที่สามารถมองเห็นได้ในระหว่างพายุฝุ่นบนดาวเคราะห์ ซึ่งเผยให้เห็นว่ามันเป็นภูเขาที่สูงที่สุด ( ภูเขาไฟที่สูงที่สุด) บนดาวเคราะห์ใด ๆ ในระบบสุริยะ ทั้งหมด และนำไปสู่การจัดประเภทใหม่เป็นโอลิมปัส มอนส์

โครงการไวกิ้งได้ส่ง ยานอวกาศ ไวกิ้ง 1และไวกิ้ง 2ไปยังดาวอังคารในปี 1975 โครงการนี้ประกอบด้วยยานโคจร 2 ลำและยานลงจอด 2 ลำ ซึ่งเป็นยานอวกาศลำที่สองและสามที่ลงจอดบนดาวอังคารได้สำเร็จ ในปี 1976 ไวกิ้ง 1และไวกิ้ง 2ได้ลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคาร ยานลงจอดเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่ายานลงจอด Mars 3 ของโซเวียตอย่างมาก (ไวกิ้ง 1 มีน้ำหนัก 3,527 กิโลกรัม เทียบกับยานลงจอด Mars 3 ที่มีน้ำหนัก 358 กิโลกรัม) ^{[ 59 ]}พวกเขาสามารถถ่ายภาพแรกจากพื้นผิวของดาวอังคารได้^{[ 60 ] [ 61 ]}

ไวกิ้ง 1 ปฏิบัติการบนพื้นผิวของดาวอังคารเป็นเวลาประมาณหกปี (เมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน 1982 ยานลงจอดหยุดปฏิบัติการหลังจากได้รับคำสั่งที่ผิดพลาด) และไวกิ้ง 2 เป็นเวลามากกว่าสามปี (ภารกิจสิ้นสุดลงในช่วงต้นปี 1980) ยานลงจอดทั้งสองลำติดตั้งแขนหุ่นยนต์เก็บตัวอย่างซึ่งสามารถเก็บตัวอย่างดินและทดสอบด้วยเครื่องมือต่างๆ เช่น เครื่องวิเคราะห์แก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมตรี ได้สำเร็จ ยานลงจอดวัดอุณหภูมิได้ตั้งแต่ลบ 86 องศาเซลเซียสก่อนรุ่งสางจนถึงลบ 33 องศาเซลเซียสในตอนบ่าย ยานลงจอดทั้งสองลำมีปัญหาในการได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำจากเครื่องวัดแผ่นดินไหว^{[ 61 ] [ 60 ] [ 62 ] [ 63 ]}

ภาพถ่ายจากยานลงจอดและยานโคจรนั้นมีคุณภาพและปริมาณเกินความคาดหมาย โดยมีภาพถ่ายจากยานลงจอดมากกว่า 4,500 ภาพ และจากยานโคจรมากกว่า 52,000 ภาพ

ยานลงจอดไวกิ้งบันทึกความดันบรรยากาศตั้งแต่ต่ำกว่า 7 มิลลิบาร์ (0.0068 บาร์) ถึงมากกว่า 10 มิลลิบาร์ (0.0108 บาร์) ตลอดปีของดาวอังคาร ซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปว่าความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไป 30 เปอร์เซ็นต์ในระหว่างปีของดาวอังคารเนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ควบแน่นและระเหิดที่ขั้วโลก ลมบนดาวอังคารโดยทั่วไปพัดช้ากว่าที่คาดไว้ นักวิทยาศาสตร์คาดว่าลมจะมีความเร็วหลายร้อยไมล์ต่อชั่วโมงจากการสังเกตพายุฝุ่นทั่วโลก แต่ยานลงจอดทั้งสองลำไม่ได้บันทึกความเร็วลมกระโชกเกิน 120 กิโลเมตร (74 ไมล์) ต่อชั่วโมง และความเร็วเฉลี่ยต่ำกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ยานโคจรได้สังเกตเห็นพายุฝุ่นขนาดเล็กมากกว่าสิบลูก ยานลงจอดไวกิ้งตรวจพบไนโตรเจนในบรรยากาศเป็นครั้งแรก และพบว่าเป็นองค์ประกอบสำคัญของบรรยากาศดาวอังคาร มีการคาดการณ์จากการวิเคราะห์บรรยากาศว่าบรรยากาศของดาวอังคารเคยมีความหนาแน่นมากกว่ามาก^{[ 66 ] [ 67 ]}

บริเวณจุดลงจอดของยาน ไวกิ้ง 1 (ภาพสีแรก, 21 กรกฎาคม 1976) บริเวณจุดลงจอดของยาน ไวกิ้ง 2 (ภาพสีแรก 5 กันยายน 1976) จุดลงจอด ไวกิ้ง 2 (25 กันยายน พ.ศ. 2520) (ภาพสีเทียม) น้ำค้างแข็งที่ บริเวณแท่น ขุดเจาะไวกิ้ง 2 (18 พฤษภาคม 1979) ภาพพระอาทิตย์ตกบนดาวอังคารเหนือที่ราบไครส์ (Chryse Planitia ) บริเวณ ที่ยาน ไวกิ้ง 1ลงจอด (20 สิงหาคม 1976)

วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์หลักของภารกิจยานลงจอดคือการค้นหาสัญญาณชีวภาพและสังเกต คุณสมบัติ ทางอุตุนิยมวิทยาแผ่นดินไหวและแม่เหล็กของดาวอังคาร ผลการทดลองทางชีววิทยาบนยานลงจอดไวกิ้งยังไม่สามารถสรุปได้ โดยการวิเคราะห์ข้อมูลไวกิ้งใหม่ที่ตีพิมพ์ในปี 2012 ชี้ให้เห็นถึงสัญญาณของสิ่ง มีชีวิต ขนาดเล็กบนดาวอังคาร^{[ 68 ] [ 69 ]}

การกัดเซาะจากน้ำท่วมที่ปล่องภูเขาไฟดรอมอร์ หมู่เกาะรูปทรงหยดน้ำที่อ็อกเซีย ปาลัส เกาะที่มีรูปทรงเพรียวบางในLunae Palus รูปแบบการกัดเซาะที่พบใน Lunae Palus

ยานสำรวจไวกิ้งเผยให้เห็นว่าน้ำท่วมครั้งใหญ่ได้กัดเซาะหุบเขาลึก เซาะร่องลึกเข้าไปในหินฐาน และไหลไปไกลหลายพันกิโลเมตร บริเวณที่มีลำธารแตกแขนงในซีกโลกใต้ แสดงให้เห็นว่าครั้งหนึ่งเคยมีฝนตก^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}

Mars Pathfinderเป็นยานอวกาศของสหรัฐฯ ที่นำสถานีฐานพร้อมยานสำรวจลงจอดบนดาวอังคารเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2540 ประกอบด้วยยานลงจอดและยานสำรวจหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่มีล้อ น้ำหนัก 10.6 กิโลกรัม (23 ปอนด์) ชื่อSojournerซึ่งเป็นยานสำรวจลำแรกที่ปฏิบัติงานบนพื้นผิวของดาวอังคาร^{[ 73 ] [ 74 ]}นอกเหนือจากวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์แล้ว ภารกิจ Mars Pathfinder ยังเป็น "การพิสูจน์แนวคิด" สำหรับเทคโนโลยีต่างๆ เช่นระบบลงจอดด้วยถุงลมนิรภัยและระบบหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางอัตโนมัติ ซึ่งต่อมาถูกนำไปใช้โดยยานสำรวจดาวอังคาร (Mars Exploration Rovers ) ^{[ 73 ]}

หลังจากความล้มเหลวของยานสำรวจ ดาวอังคาร Mars Observerของ NASA ในปี 1992 NASA ได้ปรับปรุงและปล่อยยานสำรวจดาวอังคาร Mars Global Surveyor (MGS) ขึ้นสู่อวกาศ ยาน Mars Global Surveyorถูกปล่อยขึ้นเมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 1996 และเข้าสู่วงโคจรเมื่อวันที่ 12 กันยายน 1997 หลังจากปรับวงโคจรจากวงรีวนเป็นวงกลมรอบดาวเคราะห์เป็นเวลาหนึ่งปีครึ่ง ยานอวกาศก็เริ่มภารกิจการทำแผนที่หลักในเดือนมีนาคม 1999 โดยสังเกตการณ์ดาวเคราะห์จากวงโคจรระดับต่ำเกือบขั้วโลกเป็นเวลาหนึ่งปีเต็มของดาวอังคาร ซึ่งเทียบเท่ากับเกือบสองปีของโลก ยานMars Global Surveyorเสร็จสิ้นภารกิจหลักเมื่อวันที่ 31 มกราคม 2001 และดำเนินการภารกิจเพิ่มเติมอีกหลายช่วงจนกระทั่งขาดการติดต่อในปี 2007 ^{[ 75 ]}

ภารกิจนี้ศึกษาพื้นผิว บรรยากาศ และภายในของดาวอังคารทั้งหมด และได้ส่งข้อมูลเกี่ยวกับดาวเคราะห์สีแดงกลับมามากกว่าภารกิจสำรวจดาวอังคารก่อนหน้านี้ทั้งหมดรวมกัน ข้อมูลดังกล่าวได้รับการจัดเก็บและยังคงเปิดให้สาธารณะเข้าถึงได้^{[ 76 ]}

จากการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญGlobal Surveyorได้ถ่ายภาพร่องน้ำและลักษณะการไหลของเศษซาก ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจมีแหล่งน้ำเหลวในปัจจุบัน คล้ายกับแหล่งน้ำบาดาลที่พื้นผิวหรือใกล้กับพื้นผิวของดาวเคราะห์ ช่องทางที่คล้ายกันบนโลกเกิดจากน้ำที่ไหล แต่บนดาวอังคาร อุณหภูมิมักจะเย็นเกินไปและชั้นบรรยากาศบางเกินไปที่จะรักษาน้ำเหลวไว้ได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์หลายคนตั้งสมมติฐานว่าน้ำใต้ดินเหลวอาจผุดขึ้นมาบนดาวอังคาร กัดเซาะร่องน้ำและช่องทาง และรวมตัวกันที่ด้านล่างก่อนที่จะแข็งตัวและระเหยไป^{[ 77 ]}

ผลการอ่านค่า แมกนีโตมิเตอร์ แสดงให้เห็นว่า สนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ไม่ได้เกิดขึ้นทั่วทั้งแกนกลางของดาวเคราะห์ แต่เกิดขึ้นเฉพาะในบางพื้นที่ของเปลือกโลก ข้อมูลอุณหภูมิใหม่และภาพระยะใกล้ของดวงจันทร์โฟบอสของดาวอังคารแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของมันประกอบด้วยวัสดุที่เป็นผงหนาอย่างน้อย 1 เมตร (3 ฟุต) ซึ่งเกิดจากการชนของอุกกาบาตเป็นเวลาหลายล้านปี ข้อมูลจากเครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์ ของยานอวกาศ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นภาพสามมิติของแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกเหนือของดาวอังคารเป็นครั้งแรกในเดือนมกราคม พ.ศ. 2542 ^{[ 78 ]}

ซอฟต์แวร์ที่ผิดพลาดซึ่งถูกอัปโหลดไปยังยานอวกาศในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2549 ทำให้ยานอวกาศวางแผงโซลาร์เซลล์ผิดทิศทางในอีกหลายเดือนต่อมา ส่งผลให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไปและเกิดความล้มเหลวในที่สุด^{[ 79 ]}ในวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2549 MGS ขาดการติดต่อกับโลก^{[ 80 ]} NASA ยุติความพยายามในการกู้คืนการสื่อสารในวันที่ 28 มกราคม พ.ศ. 2550 ^{[ 81 ]}

ในปี 2001 ยานสำรวจ ดาวอังคารโอดิสซี ของนาซา เดินทางถึงดาวอังคาร ภารกิจของยานคือการใช้เครื่องสเปกโทรเมตรและเครื่องถ่ายภาพเพื่อค้นหาหลักฐานของน้ำ และกิจกรรมภูเขาไฟในอดีตหรือปัจจุบันบนดาวอังคาร ในปี 2002 มีการประกาศว่า เครื่องสเปกโทรเมตรแกมมาและเครื่องสเปกโทรเมตรนิวตรอนของยานสำรวจตรวจพบไฮโดรเจน ในปริมาณมาก ซึ่งบ่งชี้ว่ามีแหล่งสะสมน้ำแข็งขนาดใหญ่ในชั้นดินบนสุดสามเมตรของดาวอังคารภายในละติจูด 60° ของขั้วโลกใต้

เมื่อวันที่ 2 มิถุนายน พ.ศ. 2546 ยานอวกาศมาร์สเอ็กซ์เพรสขององค์การอวกาศยุโรปได้ออกเดินทางจากฐานปล่อยจรวดไบโคนูร์ไปยังดาวอังคาร ยานมาร์สเอ็กซ์เพรสประกอบด้วยยานโคจรมาร์สเอ็กซ์เพรสและยานลงจอดบีเกิล 2ยานลงจอดบรรทุกอุปกรณ์ขุดเจาะและเครื่องวัด มวลสารขนาดเล็กที่สุด ที่สร้างขึ้นในขณะนั้น รวมถึงอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมายบนแขนหุ่นยนต์ เพื่อวิเคราะห์ดินใต้พื้นผิวที่เต็มไปด้วยฝุ่นอย่างแม่นยำเพื่อค้นหาร่องรอยทางชีวภาพและโมเลกุล ทางชีวภาพ

ยานโคจรเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม พ.ศ. 2546 และยานบีเกิล 2 เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารในวันเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ความพยายามในการติดต่อกับยานลงจอดล้มเหลว ความพยายามในการติดต่อสื่อสารดำเนินต่อไปตลอดเดือนมกราคม แต่ยานบีเกิล 2 ถูกประกาศว่าสูญหายในช่วงกลางเดือนกุมภาพันธ์ และมีการสอบสวนร่วมกันโดยสหราชอาณาจักรและองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ยานโคจร Mars Express ยืนยันการมีอยู่ของน้ำแข็งและน้ำแข็งคาร์บอนไดออกไซด์ที่ขั้วใต้ของดาวอังคาร ในขณะที่ NASA เคยยืนยันการมีอยู่ของน้ำแข็งดังกล่าวที่ขั้วเหนือของดาวอังคารมาก่อนแล้ว

ชะตากรรมของยานลงจอดยังคงเป็นปริศนาจนกระทั่งพบว่ามันยังคงสภาพสมบูรณ์อยู่บนพื้นผิวของดาวอังคารจากภาพถ่ายชุดหนึ่งจากยานสำรวจดาวอังคาร Mars Reconnaissance Orbiter [ ^{82 ] [ 83 ] ภาพ} เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า แผงโซลาร์เซลล์สองในสี่แผงของยานอวกาศไม่สามารถกางออกได้ ทำให้เสาอากาศสื่อสารของยานอวกาศถูกปิดกั้นBeagle 2เป็นยานสำรวจลำแรกของอังกฤษและยุโรปที่ลงจอดบนดาวอังคารได้อย่างนุ่มนวล

ภารกิจสำรวจดาวอังคารด้วยยานสำรวจ (Mars Exploration Rover Mission หรือ MER) ของนาซา ซึ่งเริ่มต้นในปี 2546 เป็นภารกิจอวกาศหุ่นยนต์ที่ประกอบด้วยยานสำรวจสองลำ คือสปิริต (MER-A) และออปพอร์ ทูนิตี้ (MER-B) เพื่อสำรวจธรณีวิทยาบนพื้นผิวดาวอังคาร วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจคือการค้นหาและจำแนกลักษณะของหินและดินหลากหลายชนิดที่อาจมีเบาะแสเกี่ยวกับกิจกรรมของน้ำในอดีตบนดาวอังคาร ภารกิจนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำรวจดาวอังคารของนาซา ซึ่งรวมถึงยานสำรวจที่ประสบความสำเร็จก่อนหน้านี้สามลำ ได้แก่ ยานสำรวจไวกิ้งสองลำในปี 2519 และยานสำรวจมาร์สพาธไฟน์เดอร์ในปี 2540

ภารกิจ ยานสำรวจอวกาศ Rosettaของ ESA ไปยังดาวหาง67P/Churyumov-Gerasimenkoบินเข้ามาใกล้ดาวอังคารในระยะ 250 กม. เมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2550 โดยใช้แรงโน้มถ่วงในการเหวี่ยงเพื่อชะลอและเปลี่ยนทิศทางยานอวกาศ^{[ 84 ]}

ในปี 2009 ยานอวกาศ Dawnของ NASA ใช้แรงโน้มถ่วงของดาวอังคารเพื่อเปลี่ยนทิศทางและความเร็วในการเดินทางไปยังเวสต้าและทดสอบ กล้องและอุปกรณ์อื่นๆ ของDawnบนดาวอังคาร^{[ 85 ]}

เมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน 2011 องค์การอวกาศรัสเซีย(Roscosmos)ได้ปล่อยยานโฟบอส-กรันต์ (Fobos-Grunt ) ซึ่งประกอบด้วยยานลงจอดที่มุ่งหมายจะนำตัวอย่างกลับมายังโลกจากดวงจันทร์โฟบอส ของดาวอังคาร และวางยาน สำรวจ อิงฮั่ว-1 ของจีน ในวงโคจรของดาวอังคาร ภารกิจดังกล่าวประสบกับความล้มเหลวในการควบคุมและการสื่อสารอย่างสมบูรณ์หลังจากปล่อยยานได้ไม่นาน และถูกทิ้งไว้ในวงโคจรต่ำของโลกก่อนที่จะตกลงสู่โลกในภายหลัง^{[ 86 ]}ดาวเทียมอิงฮั่ว-1 และยานโฟบอส-กรันต์ประสบกับการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกอย่างรุนแรงเมื่อวันที่ 15 มกราคม 2012 และแตกสลายในที่สุดเหนือมหาสมุทรแปซิฟิก^{[ 87 ] [ 88 ] [ 89 ]}

ภารกิจ ยานสำรวจดาวอังคารหรือที่เรียกว่ามังคัลยานถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2013 โดยองค์การวิจัยอวกาศแห่ง อินเดีย (ISRO) ^{[ 90 ]}ยานดังกล่าวประสบความสำเร็จในการเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารเมื่อวันที่ 24 กันยายน 2014 ภารกิจนี้เป็นการสาธิตเทคโนโลยี และมีวัตถุประสงค์รองคือการศึกษาบรรยากาศของดาวอังคาร นี่เป็นภารกิจแรกของอินเดียไปยังดาวอังคาร และด้วยเหตุนี้ ISRO จึงกลายเป็นหน่วยงานอวกาศที่สี่ที่ประสบความสำเร็จในการไปถึงดาวอังคาร ต่อจากสหภาพโซเวียตNASA (สหรัฐอเมริกา) และESA (ยุโรป) ภารกิจนี้เสร็จสมบูรณ์ด้วยงบประมาณที่ต่ำเป็นประวัติการณ์เพียง 71 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 91 ] [ 92 ]}ทำให้เป็นภารกิจไปยังดาวอังคารที่มีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุดจนถึงปัจจุบัน^{[ 93 ]}ภารกิจสิ้นสุดลงเมื่อวันที่ 27 กันยายน 2022 หลังจากขาดการติดต่อ

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2555 NASA ได้เลือกInSightซึ่งเป็นภารกิจยานลงจอดมูลค่า 425 ล้านดอลลาร์สหรัฐ พร้อมด้วยหัววัดการไหลของความร้อนและเครื่องวัดแผ่นดินไหว เพื่อกำหนดโครงสร้างภายในส่วนลึกของดาวอังคาร^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]} InSightลงจอดบนดาวอังคารสำเร็จในวันที่ 26 พฤศจิกายน พ.ศ. 2561 ^{[ 97 ]} Insight ได้รวบรวม ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศ^{[ 98 ]}พื้นผิว^{[ 99 ]}และภายในของดาวเคราะห์^{[ 100 ]}ภารกิจของ Insight ถูกประกาศว่าสิ้นสุดลงในวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2565

ดาวเทียม CubeSatsสองดวงที่บินผ่านชื่อMarCOถูกปล่อยพร้อมกับInSightเมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม 2018 ^{[ 101 ]}เพื่อให้ข้อมูลโทรมาตรแบบเรียลไทม์ระหว่างการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและการลงจอดของInSightดาวเทียม CubeSats แยกตัวออกจากจรวด Atlas V 1.5 ชั่วโมงหลังจากการปล่อย และเดินทางตามวิถีโคจรของตนเองไปยังดาวอังคาร^{[ 102 ] [ 103 ] [ 104 ]}

ยานอวกาศ MAVENของ NASA ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2013 และในวันที่ 22 กันยายน 2014 ถูกส่งเข้าสู่วงโคจรวงรีแบบอารีโอเซนทริกที่ระดับความสูง 6,200 กม. (3,900 ไมล์) x 150 กม. (93 ไมล์) เหนือพื้นผิวของดาวเคราะห์เพื่อศึกษาบรรยากาศ เป้าหมายของภารกิจรวมถึงการกำหนดว่าบรรยากาศและน้ำของดาวเคราะห์ ซึ่งสันนิษฐานว่าเคยมีอยู่มากนั้น หายไปได้อย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป^{[ 105 ]}

นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นดาวเทียมถ่ายทอดการสื่อสารสำหรับยานลงจอดและยานสำรวจบนพื้นผิวโลก เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม พ.ศ. 2568 MAVEN ขาดการติดต่อกับโลก^{[ 106 ]}

เมื่อวันที่ 10 มีนาคม พ.ศ. 2549 ยานสำรวจ Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ของ NASA ได้เดินทางมาถึงวงโคจรเพื่อทำการสำรวจทางวิทยาศาสตร์เป็นเวลาสองปี ยานโคจรเริ่มทำแผนที่ภูมิประเทศและสภาพอากาศของดาวอังคารเพื่อค้นหาสถานที่ลงจอดที่เหมาะสมสำหรับภารกิจยานลงจอดในอนาคต MRO ได้บันทึกภาพแรกของชุดหิมะถล่ม ที่กำลังเกิดขึ้น ใกล้ขั้วเหนือของดาวเคราะห์ในปี พ.ศ. 2551 ^{[ 107 ]}

ภารกิจ ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ดาวอังคารถูกปล่อยขึ้นเมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2011 และส่งยานสำรวจคิวริโอซิตีลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคารเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม 2012 ตามเวลา UTCยานสำรวจนี้มีขนาดใหญ่กว่าและล้ำหน้ากว่ายานสำรวจดาวอังคารรุ่นอื่นๆ โดยมีความเร็วสูงสุดถึง 90 เมตรต่อชั่วโมง (295 ฟุตต่อชั่วโมง) ^{[ 108 ]}การทดลองต่างๆ รวมถึงเครื่องเก็บตัวอย่างทางเคมีด้วยเลเซอร์ที่สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของหินได้ในระยะ 7 เมตร^{[ 109 ]}

ยานExoMars Trace Gas Orbiterเดินทางมาถึงดาวอังคารในปี 2016 และปล่อย ยานลง จอด Schiaparelli EDMซึ่งเป็นยานลงจอดทดสอบ Schiaparelli ตกกระแทกพื้นผิว แต่ได้ส่งข้อมูลสำคัญระหว่างการลงจอดด้วยร่มชูชีพ ดังนั้นการทดสอบจึงถูกประกาศว่าประสบความสำเร็จบางส่วน^{[ 110 ]}

ยานสำรวจดาวอังคาร (MRO) เป็นยานอวกาศอเนกประสงค์ที่ออกแบบมาเพื่อทำการสำรวจและสำรวจดาวอังคารจากวงโคจร ยานอวกาศมูลค่า 720 ล้านดอลลาร์สหรัฐนี้สร้างโดยบริษัทล็อกฮีดมาร์ตินภายใต้การกำกับดูแลของห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันเปิดตัวเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม พ.ศ. 2548 และเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารเมื่อวันที่ 10 มีนาคม พ.ศ. 2549 ^{[ 112 ]}

ยาน MRO ประกอบด้วยอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์มากมาย เช่น กล้อง HiRISE , กล้อง CTX, CRISM และSHARADกล้อง HiRISE ใช้ในการวิเคราะห์ลักษณะภูมิประเทศของดาวอังคาร ในขณะที่ CRISM และ SHARAD สามารถตรวจจับน้ำน้ำแข็งและแร่ธาตุ บนและใต้พื้นผิว ได้นอกจากนี้ MRO ยังปูทางไปสู่ยานอวกาศรุ่นต่อๆ ไป ด้วยการตรวจสอบสภาพอากาศและสภาพพื้นผิวของดาวอังคารทุกวัน ค้นหาสถานที่ลงจอดในอนาคต และทดสอบระบบโทรคมนาคมใหม่ที่ช่วยให้สามารถส่งและรับข้อมูลด้วยอัตราการ ส่งข้อมูลที่ไม่เคยมีมาก่อน เมื่อเทียบกับยานอวกาศสำรวจดาวอังคารรุ่นก่อนๆการถ่ายโอนข้อมูลไปยังและจากยานอวกาศเกิดขึ้นเร็วกว่าภารกิจระหว่างดาวเคราะห์ทั้งหมดที่ผ่านมา และทำให้สามารถทำหน้าที่เป็นดาวเทียมถ่ายทอดสัญญาณที่สำคัญสำหรับภารกิจอื่นๆ ได้

ภารกิจ ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ดาวอังคารของ NASA พร้อมด้วยยานสำรวจชื่อCuriosityถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2011 ^{[ 113 ] [ 114 ]}และลงจอดบนดาวอังคารเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม 2012 ที่Aeolis Palusในปล่องภูเขาไฟ Gale ยานสำรวจนี้บรรทุกอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อค้นหาสภาพในอดีตหรือปัจจุบันที่เกี่ยวข้องกับ ความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวอังคารในอดีตหรือปัจจุบัน^{[ 115 ] [ 116 ] [ 117 ] [ 118 ]}

ยานสำรวจก๊าซติดตาม ExoMars (ExoMars Trace Gas Orbiter)เป็นยานสำรวจบรรยากาศที่สร้างขึ้นโดยความร่วมมือระหว่าง ESA และ Roscosmos ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรของดาวอังคารเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 2559 เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับมีเทน ( CH₄) ให้ดียิ่งขึ้น₄) และก๊าซติดตามอื่นๆ ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ซึ่งอาจเป็นหลักฐานของกิจกรรมทางชีวภาพหรือทางธรณีวิทยาที่เป็นไปได้ ยานลงจอด Schiaparelli EDM ถูกทำลายเมื่อพยายามลงจอดบนพื้นผิวของดาวอังคาร^{[ 119 ]}

สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ได้ปล่อยภารกิจ Hope Mars Missionในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2563 โดยใช้จรวดH-IIA ของญี่ปุ่น ^{[ 120 ]}ภารกิจนี้ประสบความสำเร็จในการส่งยานขึ้นสู่วงโคจรเมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2564 และกำลังศึกษาบรรยากาศและสภาพอากาศของดาวอังคาร

Tianwen-1เป็นภารกิจของจีนที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2020 ซึ่งประกอบด้วยยานโคจร ยานลงจอด และยานสำรวจขนาด 240 กิโลกรัม (530 ปอนด์) พร้อมด้วยชุดกล้องที่สามารถติดตั้งและควบคุมระยะไกลได้^{[ 121 ]} Tianwen-1 เข้าสู่วงโคจรเมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ 2021 และยานสำรวจZhurongลงจอดสำเร็จเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม 2021 และติดตั้งเมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม 2021 ^{[ 6 ]} Zhurong ปฏิบัติการมาแล้ว 347 วันของดาวอังคาร และเดินทางข้ามดาวอังคารไป 1,921 เมตร ก่อนที่จะเข้าสู่สภาวะจำศีลเมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม^{[ 122 ]}ยานสำรวจไม่เคยตื่นขึ้นมาอีกเลยนับตั้งแต่นั้นมา แต่ยานโคจรยังคงทำงานต่อไป^{[ 123 ]}

ภารกิจMars 2020ของ NASA ถูกปล่อยขึ้นเมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม 2020 ด้วยจรวด Atlas V ของ United Launch Alliance จากCape Canaveral ภารกิจนี้ใช้ การออกแบบ Mars Science Laboratory เป็นพื้นฐาน ภารกิจทางวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นไปที่ด้านดาราชีววิทยา [ ^{124 ] ซึ่ง}รวมถึงยาน สำรวจ Perseveranceและ เฮลิคอปเตอร์ Ingenuity ที่ปลดประจำการแล้ว แตกต่างจากยานสำรวจรุ่นเก่าที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์Perseveranceใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อให้มีชีวิตรอดได้นานกว่ารุ่นก่อนๆ ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและเต็มไปด้วยฝุ่นนี้ ยานสำรวจขนาดเท่ารถยนต์มีน้ำหนักประมาณ 1 ตัน มีแขนหุ่นยนต์ที่ยาวประมาณ 7 ฟุต (2.1 เมตร) กล้องซูม เครื่องวิเคราะห์สารเคมี และสว่านเจาะหิน^{[ 125 ] [ 126 ]}

หลังจากเดินทางเป็นระยะทาง 293 ล้านไมล์ (471 ล้านกิโลเมตร) เพื่อไปถึงดาวอังคารในระยะเวลากว่าหกเดือน ยานเพอร์เซเวอแรนซ์ได้ลงจอดสำเร็จในวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2021 ภารกิจเริ่มต้นของยานมีระยะเวลาอย่างน้อยหนึ่งปีของดาวอังคาร หรือ 687 วันของโลก โดยจะค้นหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิตโบราณและสำรวจพื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดง^{[ 127 ] [ 128 ]}

เมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 2021 ยานเพอร์เซเวอแรนซ์ได้บันทึกเสียงแรกจากดาวอังคาร การบันทึกประกอบด้วยเสียงลมกระโชกแรงบนดาวอังคาร เสียงล้อของยานบดกับกรวด และเสียงมอเตอร์ที่ดังขณะที่ยานอวกาศขยับแขนเป็นเวลาห้าชั่วโมง เสียงเหล่านี้ให้เบาะแสแก่นักวิจัยเกี่ยวกับบรรยากาศ เช่น ระยะทางที่เสียงเดินทางบนดาวเคราะห์ดวงนี้

ยาน อวกาศ NASA Europa Clipperไปยังดาวพฤหัสบดีและยูโรปา , ภารกิจยานสำรวจอวกาศ NASA Psycheไปยังดาวเคราะห์น้อย16 Psyche ที่อุดมไปด้วยโลหะ และยาน ESA Heraไปยังดิดิมอสได้ทำการบินผ่านดาวอังคารเมื่อวันที่ 1 มีนาคม 2025 ^{[ 129 ]}และจะทำการบินผ่านเพิ่มเติมในเดือนมีนาคม 2025 และพฤษภาคม 2026 ตามลำดับ โดยใช้แรงโน้มถ่วงในการเหวี่ยงเพื่อชะลอและเปลี่ยนทิศทางยานอวกาศ^{[ 130 ]}

EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers)ของ NASA เป็นภารกิจโคจรของยานอวกาศคู่เพื่อศึกษาโครงสร้าง องค์ประกอบ ความแปรปรวน และพลวัตของสนามแม่เหล็กของดาวอังคารและกระบวนการหลุดรอดของชั้นบรรยากาศ^{[ 131 ]}ยานอวกาศถูกปล่อยในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2568

• ISROของอินเดียวางแผนที่จะส่งภารกิจติดตามผลจากภารกิจโคจรดาวอังคารในปี 2026 โดยเรียกว่าภารกิจลงจอดดาวอังคารซึ่งจะประกอบด้วยยานโคจรและยานลงจอด^{[ 132 ]}
• ในฐานะส่วนหนึ่งของโครงการExoMars องค์การอวกาศยุโรป (ESA)และองค์การอวกาศรัสเซีย (Roscosmos)วางแผนที่จะส่งยานสำรวจRosalind Franklinในปี 2022 เพื่อค้นหาหลักฐานของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในอดีตหรือปัจจุบันบนดาวอังคาร [ ^{133 ] ยาน}ลงจอดที่วางแผนไว้สำหรับส่งยานสำรวจมีชื่อว่าKazachokและจะทำการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เป็นเวลาประมาณ 2 ปี ภารกิจนี้ถูกเลื่อนออกไปอย่างไม่มีกำหนดอันเป็นผลมาจากการรุกรานยูเครนของรัสเซียในปี 2022 [ ^{134 ] ใน}ปี 2024 ภารกิจได้รับเงินทุนเพิ่มเติมและขณะนี้มีแผนจะปล่อยในปี 2028 ^{[ 135 ]}

• Tianwen-3เป็นภารกิจของจีนในการนำตัวอย่างดินจากดาวอังคารกลับมายังโลก [ ^{136 ] ภารกิจ}นี้จะเริ่มในปลายปี 2028 โดยมียานลงจอดและยานขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ รวมถึงยานโคจรและโมดูลนำกลับที่ปล่อยแยกกันด้วยจรวดสองลำ ตัวอย่างจะถูกส่งกลับมายังโลกภายในเดือนกรกฎาคม 2031 ^{[ 137 ]}
• ยานสำรวจดาวอังคาร Mars Telecommunications Orbiterและเครื่องปฏิกรณ์อวกาศ Space Reactor-1 Freedomของ NASA พร้อมด้วยเฮลิคอปเตอร์ Skyfall และ Ingenuity-class

การสำรวจดาวอังคารโดยมนุษย์เป็นความปรารถนามาตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของจรวดสมัยใหม่โรเบิร์ต เอช. ก็อดดาร์ดให้เครดิตความคิดที่จะไปถึงดาวอังคารว่าเป็นแรงบันดาลใจให้เขาศึกษาฟิสิกส์และวิศวกรรมการบินอวกาศ^{[ 138 ]}ข้อเสนอสำหรับการสำรวจดาวอังคารโดยมนุษย์มีมาตลอดประวัติศาสตร์ของการสำรวจอวกาศปัจจุบันมีแผนงานและโครงการที่กำลังดำเนินการอยู่หลายโครงการเพื่อส่งมนุษย์ไปดาวอังคารภายในอีกสิบถึงสามสิบปีข้างหน้า ทั้งของภาครัฐและเอกชน ซึ่งบางส่วนมีรายชื่ออยู่ด้านล่าง

การสำรวจอวกาศโดยมนุษย์ของสหรัฐอเมริกาถูกระบุว่าเป็นเป้าหมายระยะยาวในวิสัยทัศน์สำหรับการสำรวจอวกาศที่ประกาศในปี 2547 โดยประธานาธิบดีจอร์จ ดับเบิลยู. บุชประธานาธิบดี สหรัฐฯ ในขณะนั้น ^{[ 139 ]} ยานอวกาศ โอไรออนที่วางแผนไว้จะถูกใช้เพื่อส่งคณะสำรวจมนุษย์ไปยังดวงจันทร์ของโลกภายในปี 2563 เพื่อเป็นก้าวแรกสู่การสำรวจดาวอังคาร ในวันที่ 28 กันยายน 2550 ไมเคิล ดี. กริฟฟิน ผู้บริหารของนาซา ได้กล่าวว่านาซามีเป้าหมายที่จะส่งคนไปดาวอังคารภายในปี 2560 ^{[ 140 ]}

เมื่อวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2557 Jason Crusan ผู้อำนวยการโครงการระบบและปฏิบัติการสำรวจมนุษย์ขั้นสูงของ NASA และ James Reuthner รองผู้บริหารฝ่ายโครงการ ได้ประกาศการสนับสนุนเบื้องต้นสำหรับ "การออกแบบภารกิจดาวอังคารราคาประหยัด" ของโบอิ้งซึ่งรวมถึงการป้องกันรังสี แรงโน้มถ่วงเทียมแบบแรงเหวี่ยง การจัดส่งเสบียงสิ้นเปลืองระหว่างการเดินทาง และยานลงจอดที่สามารถกลับมาได้^{[ 141 ] [ 142 ]} Reuthner แนะนำว่าหากได้รับเงินทุนที่เพียงพอ ภารกิจที่เสนอคาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ พ.ศ. 2573 ^{[ 143 ]}

เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม พ.ศ. 2558 NASAได้เผยแพร่แผนอย่างเป็นทางการสำหรับการสำรวจและตั้งอาณานิคมบนดาวอังคารโดยมนุษย์ พวกเขาเรียกแผนนี้ว่า "การเดินทางสู่ดาวอังคาร" แผนนี้ดำเนินการผ่านสามขั้นตอนที่แตกต่างกันซึ่งนำไปสู่การตั้งอาณานิคมอย่างยั่งยืน^{[ 144 ]}

• ขั้นตอนแรกซึ่งได้เริ่มดำเนินการไปแล้ว คือ ขั้นตอน "พึ่งพาโลก" ขั้นตอนนี้จะใช้สถานีอวกาศนานาชาติ ต่อไป จนถึงปี 2024 เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยีในอวกาศห้วงลึก และศึกษาผลกระทบของภารกิจอวกาศระยะยาวต่อร่างกายมนุษย์
• ขั้นตอนที่สอง "สนามทดสอบ" จะลดการพึ่งพาโลกและมุ่งหน้าสู่ห้วงอวกาศรอบดวงจันทร์สำหรับภารกิจส่วนใหญ่ ในขั้นตอนนี้ นาซามีแผนจะจับดาวเคราะห์น้อย ทดสอบสิ่งอำนวยความสะดวกในการอยู่อาศัยในอวกาศห้วงลึก และตรวจสอบความสามารถที่จำเป็นสำหรับการสำรวจดาวอังคารโดยมนุษย์
• ขั้นตอนสุดท้ายคือระยะ "การพึ่งพาโลก" ซึ่งรวมถึงภารกิจระยะยาวบนพื้นผิวดวงจันทร์ที่ใช้ประโยชน์จากที่อยู่อาศัยบนพื้นผิวซึ่งต้องการเพียงการบำรุงรักษาตามปกติ และการเก็บเกี่ยวทรัพยากรของดาวอังคารเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง น้ำ และวัสดุก่อสร้าง NASA ยังคงตั้งเป้าหมายที่จะส่งมนุษย์ไปดาวอังคารในช่วงทศวรรษที่ 2030 แม้ว่าการพึ่งพาโลกอาจต้องใช้เวลาอีกหลายทศวรรษ^{[ 145 ]}

เมื่อวันที่ 28 สิงหาคม พ.ศ. 2558 NASA ได้ให้ทุนสนับสนุนการจำลองเป็นเวลาหนึ่งปีเพื่อศึกษาผลกระทบของภารกิจบนดาวอังคารเป็นเวลาหนึ่งปีต่อนักวิทยาศาสตร์หกคน นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้อาศัยอยู่ในโดมชีวภาพบนภูเขาเมานาโลอาในฮาวาย โดยมีการติดต่อกับโลกภายนอกอย่างจำกัด และได้รับอนุญาตให้ออกไปข้างนอกได้ก็ต่อเมื่อพวกเขาสวมชุดอวกาศเท่านั้น^{[ 146 ] [ 147 ]}

แผนการสำรวจดาวอังคารโดยมนุษย์ของนาซาได้รับการพัฒนาผ่านโครงการ NASA Mars Design Reference Missionsซึ่งเป็นชุดการศึกษาด้านการออกแบบสำหรับการสำรวจดาวอังคารโดยมนุษย์

ในปี 2017 นาซาได้เปลี่ยนเป้าหมายไปที่การกลับไปยังดวงจันทร์ภายในปี 2024 ด้วยโครงการอาร์เทมิสโดยอาจมีการส่งยานอวกาศไปยังดาวอังคารตามมาหลังจากโครงการนี้เสร็จสิ้น

เป้าหมายระยะยาวของบริษัทเอกชนSpaceXคือการจัดตั้งเที่ยวบินประจำไปยังดาวอังคารเพื่อเปิดโอกาสให้มีการตั้งอาณานิคม^{[ 148 ] [ 149 ] [ 150 ]}ด้วยเหตุนี้ บริษัทจึงกำลังพัฒนาStarshipซึ่งเป็นยานอวกาศที่สามารถขนส่งลูกเรือไปยังดาวอังคารและวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นๆ พร้อมกับจรวดSuper Heavyในปี 2016 SpaceX ประกาศแผนที่จะส่ง Starship ไร้คนขับสองลำไปยังดาวอังคารภายในปี 2022 ตามด้วยเที่ยวบินไร้คนขับอีกสองเที่ยวบินและเที่ยวบินที่มีลูกเรือสองเที่ยวบินในปี 2024 ^{[ 149 ]}ปัจจุบัน SpaceX ตั้งเป้าหมายการปล่อยยานไร้คนขับครั้งแรกภายในปี 2026 โดยเที่ยวบินที่มีลูกเรือครั้งแรกจะเกิดขึ้นภายในปี 2028 ^{[ 151 ]}

ยานสตาร์ชิปมีแผนที่จะบรรทุกสัมภาระได้อย่างน้อย 100 ตัน^{[ 152 ]}และได้รับการออกแบบให้ใช้การผสมผสานระหว่างการเบรกด้วยแรงต้านอากาศและการลงจอดด้วยแรงขับ โดยใช้เชื้อเพลิงที่ผลิตจากโรงงานบนดาวอังคาร ( การใช้ทรัพยากรในพื้นที่ ) ^{[ 149 ]}ณ ปี 2024 โครงการพัฒนาสตาร์ชิปได้มีการทดสอบการบินแบบบูรณาการหลายครั้งและกำลังก้าวหน้าไปสู่การนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างเต็มที่ แผนของ SpaceX เกี่ยวข้องกับการผลิตสตาร์ชิปจำนวนมากและในระยะแรกจะได้รับการสนับสนุนโดยการจัดส่งเสบียงจากโลกและการใช้ทรัพยากรในพื้นที่บนดาวอังคาร จนกว่าอาณานิคมบนดาวอังคารจะสามารถพึ่งพาตนเองได้อย่างเต็มที่ ภารกิจส่งมนุษย์ไปยังดาวอังคารในอนาคตใดๆ ก็ตามน่าจะเกิดขึ้นภายในช่วงเวลาการปล่อยยานไปดาวอังคารที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งเกิดขึ้นทุกๆ 26 เดือน^{[ 153 ] [ 154 ]}

Mars Directซึ่งเป็นภารกิจส่งมนุษย์ไปดาวอังคารด้วยต้นทุนต่ำที่เสนอโดยRobert Zubrinผู้ก่อตั้งMars Societyจะใช้จรวดขนาดใหญ่ ระดับ Saturn Vเช่นAres Vเพื่อข้ามขั้นตอนการสร้างวงโคจร การนัดพบในวงโคจรต่ำของโลก และคลังเชื้อเพลิงบนดวงจันทร์ ข้อเสนอที่ปรับปรุงแล้วเรียกว่า " Mars to Stay " เกี่ยวข้องกับการไม่ส่งนักสำรวจผู้อพยพกลุ่มแรกกลับไปทันที หรืออาจจะไม่ส่งเลย (ดูการตั้งอาณานิคมบนดาวอังคาร ) ^{[ 139 ] [ 140 ] [ 155 ] [ 156 ]}

ความท้าทาย ความซับซ้อน และระยะเวลาของภารกิจสำรวจดาวอังคารได้นำไปสู่ความล้มเหลวของภารกิจหลายครั้ง^{[ 157 ]}อัตราความล้มเหลวที่สูงของภารกิจที่พยายามสำรวจดาวอังคารนั้นเรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "คำสาปดาวอังคาร" หรือ "คำสาปของชาวดาวอังคาร" ^{[ 158 ]}วลี "Galactic Ghoul" ^{[ 159 ]} หรือ "Great Galactic Ghoul" หมายถึงสัตว์ประหลาดอวกาศในจินตนาการที่กินยาน สำรวจดาวอังคารเป็นอาหารและบางครั้งก็ถูกนำมาใช้ในเชิงล้อเลียนเพื่อ "อธิบาย" ความยากลำบากที่เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า^{[ 160 ] [ 161 ] [ 162 ] [ 163 ]}

ยานสำรวจของสหภาพโซเวียตสองลำถูกส่งไปยังดาวอังคารในปี 1988 ในฐานะส่วนหนึ่งของโครงการโฟบอสโฟบอส 1ทำงานได้ตามปกติจนกระทั่งการติดต่อสื่อสารที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในวันที่ 2 กันยายน 1988 ล้มเหลว ปัญหาดังกล่าวถูกตรวจสอบพบว่าเป็นข้อผิดพลาดของซอฟต์แวร์ ซึ่งทำให้เครื่องยนต์ขับดันปรับทิศทางของโฟบอส 1 หยุดทำงาน ส่งผลให้แผงโซลาร์เซลล์ของยานอวกาศไม่หันไปทางดวงอาทิตย์อีกต่อไป ทำให้แบตเตอรี่ของโฟบอส 1 หมดลงโฟบอส 2ทำงานได้ตามปกติตลอดช่วงการเดินทางและการเข้าสู่วงโคจรของดาวอังคารในวันที่ 29 มกราคม 1989 โดยเก็บรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับดวงอาทิตย์ สสารระหว่างดาวเคราะห์ ดาวอังคาร และโฟบอส ก่อนถึงขั้นตอนสุดท้ายของภารกิจไม่นาน ซึ่งยานอวกาศจะต้องเข้าใกล้พื้นผิวของโฟบอสในระยะ 50 เมตรและปล่อยยานลงจอดสองลำ ลำหนึ่งเป็นยานเคลื่อนที่ได้ อีกลำเป็นแท่นจอดอยู่กับที่ การติดต่อกับโฟบอส 2ก็ขาดหายไป ภารกิจสิ้นสุดลงเมื่อไม่สามารถรับสัญญาณจากยานอวกาศได้สำเร็จในวันที่ 27 มีนาคม 1989 สาเหตุของความล้มเหลวถูกระบุว่าเป็นความผิดพลาดของคอมพิวเตอร์บนยานอวกาศ

เพียงไม่กี่ปีต่อมาในปี 1992 ยาน Mars Observerที่ปล่อยโดย NASA ก็ล้มเหลวขณะเข้าใกล้ดาวอังคาร ยาน Mars 96ซึ่งเป็นยานโคจรที่ปล่อยโดยรัสเซียเมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน 1996 ก็ล้มเหลวเช่นกัน เมื่อการเผาไหม้ครั้งที่สองตามแผนของขั้นที่สี่ Block D-2 ไม่เกิดขึ้น^{[ 164 ]}

หลังจากความสำเร็จของ Global Surveyor และ Pathfinder ความล้มเหลวอีกระลอกหนึ่งก็เกิดขึ้นในปี 1998 และ 1999 โดยยานโคจรNozomi ของญี่ปุ่นและยาน Mars Climate Orbiter , Mars Polar Landerและ ยานเจาะ Deep Space 2 ของ NASA ต่างก็ประสบกับข้อผิดพลาดร้ายแรงต่างๆ ยาน Mars Climate Orbiter มีชื่อเสียงในเรื่องการใช้หน่วยวัดแบบอเมริกัน ผสม กับหน่วยเมตริกทำให้ยานโคจรลุกไหม้ขณะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร^{[ 165 ]}

องค์การอวกาศยุโรปได้พยายามส่งยานสำรวจสองลำลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคารเช่นกัน ได้แก่บีเกิล 2ยานลงจอดที่สร้างโดยอังกฤษซึ่งไม่สามารถกางแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างถูกต้องหลังจากลงจอดในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2546 และสเคียพาเรลลีซึ่งถูกส่งไปพร้อมกับยานโคจรสำรวจก๊าซเอ็กโซมาร์สการติดต่อกับ ยานลงจอด EDM ของสเคียพาเรลลีขาดหายไป 50 วินาทีก่อนลงจอด^{[ 166 ]}ต่อมาได้รับการยืนยันว่ายานลงจอดพุ่งชนพื้นผิวด้วยความเร็วสูง อาจเกิดการระเบิด^{[ 167 ]}

ดาวอังคาร

ทั่วไป

^αแผนภาพนี้รวมถึงภารกิจที่กำลังดำเนินการอยู่บนพื้นผิว เช่น ยานสำรวจและยานลงจอดที่ใช้งานอยู่ ตลอดจนยานสำรวจที่โคจรอยู่ในวงโคจรของดาวอังคาร แผนภาพนี้ไม่รวมภารกิจที่กำลังเดินทางไปยังดาวอังคาร หรือยานสำรวจที่ทำการบินผ่านดาวอังคารแล้วเคลื่อนที่ต่อไป

• ดาวอังคาร – ดาวเคราะห์ที่อุ่นขึ้นและชุ่มชื้นขึ้นโดย เจฟฟรีย์ เอส. คาร์เกล (ตีพิมพ์ กรกฎาคม 2547; ISBN) 978-1-85233-568-7)
• แผนที่ระบบสุริยะฉบับย่อของนาซาโดย โรนัลด์ กรีลีย์ และ เรย์มอนด์ แบตสัน (ตีพิมพ์ มกราคม 2545; ISBN) 0-521-80633-X)
• ดาวอังคาร: รายงานภารกิจของนาซา / เรียบเรียงโดย โรเบิร์ต ก็อดวิน (2000) ISBN 1-896522-62-9

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการสำรวจดาวอังคาร

• เว็บไซต์สำรวจดาวอังคารของนาซา
• การสำรวจดาวอังคาร นิตยสารScientific Americanแผนที่และบทความ
• ภารกิจต่อไปบนดาวอังคาร (บรูซ มูมอร์, สเปซเดลี่, 9 มีนาคม 2005): ภาพรวมโดยละเอียดของแผนการสำรวจดาวอังคารของนาซา
• แคตตาล็อกภาพถ่ายดาวอังคารของสหภาพโซเวียตชุดภาพถ่ายจากยานสำรวจดาวอังคารของรัสเซีย
• การศึกษาอย่างง่ายเกี่ยวกับการโคจรเพื่อลงจอดบนดาวอังคารและกลับสู่โลก (ระดับมัธยมปลาย)
• หน้าเว็บดาวอังคารของสมาคมดาวเคราะห์