水手計劃(Mariner Program)
1964年，美國宇航局的噴氣推進實驗室兩次嘗試到達火星發射了水手3號和水手4號兩顆雙胞胎探測器。水手3號於1964年11月5日發射升空，但在火箭頂上裝上航天器的包裹材料未能正常開啟，任務失敗。三個星期後，即1964年11月28日，水手4號成功發射，開始了為期半個月的火星之旅。
水手4號於1965年7月14日飛越火星，提供了這顆地外行星的第一張特寫照片。從探測器返回的圖片顯示了火星上的撞擊坑，提供了關於這顆行星更準確的資料，諸如：估計其大氣壓約為地球的1％，白天的溫度為-100°C，沒有檢測到磁場或火星輻射帶。這些資料對當時計劃的火星登陸器進行重新設計頗具意義，並表明火星更像個不毛之地。
水手9號於1971年到達火星，返回的照片提供了更詳細的證據，證明液態水可能曾經流過火星表面，也看出了許多火星反照率特徵的真實本質。例如，奧林帕斯山之雪（Nix Olympica）是火星沙塵暴期間可以看到的少數幾個特徵之一，它揭示了它是整個太陽系中所有行星上最高的山峰（確切地說是火山），從而導致其被重新為奧林帕斯山。
維京計劃於1975年向火星發射了維京1號和維京2號太空船;該計劃包括兩個軌道器和兩個著陸器 ——這是成功登陸和執行在火星上的最早的兩個航天器。
這兩個著陸器任務的主要科學目標是搜尋生物訊號並觀察火星的氣象、地震和地磁。維京著陸器上的生物實驗結果尚無定論，在研究者們重新分析了2012年釋出的維京資料之後暗示了火星上的微生物生命的跡象。
維京軌道飛行器顯示，大量的洪水沖刷形成了深谷和侵蝕基岩的溝槽，並且行進了數千公里。在南半球，大量支流狀的區域表明降雨曾一度下降。
火星探路者號，於1997年7月4日在火星上放置了一個帶有巡迴探測器的基站。它包括一個著陸器和一個10.6千克的小輪式機器人漫遊車，名為旅居者號（Sojourner），這是第一個在火星表面執行的火星車。除了科學目標之外，火星探路者任務也進行了各種技術的“概念驗證”，例如安全氣囊著陸系統和自動避障功能等等。
在1992年美國宇航局的火星觀察者軌道器失效後，美國宇航局重組並啟動了火星全球勘探者號（MGS）。火星全球測量者於1996年11月7日發射，並於1997年9月12日進入軌道。經過一年半的修整，其軌道從環形橢圓變為環繞火星的圓形軌道，該航天器於1999年3月開始其主要測繪任務，它在一個完整的火星年過程中觀測到的火星是從低空，近極地軌道開始的，相當於近兩個地球年。火星全球勘探者號於2001年1月31日完成了其主要任務，並完成了幾個延長的任務階段。
該任務研究了整個火星表面，大氣層和內部，並返回了有關這顆紅色星球的資料比之前所有火星任務所獲得的總和都多。
上圖：在火星全球勘探者號的影象中可以看到與地球上形成的溝壑類似的溝壑。這張來自火星全球測量者的圖片橫跨大約1500米的區域。從Sirenum Terra的牛頓盆地可以看到與地球上相似的溝壑。
2001年，美國宇航局的火星ODYSSEY軌道飛行器抵達火星。它的任務是使用光譜儀和成像儀來尋找火星上過去或現存的水和火山活動的證據。 2002年，有人宣佈探測器的伽馬射線光譜儀和中子能譜儀檢測到大量的氫氣，這表明在其南極60°緯度內火星土壤上層三米深度記憶體在大量的水冰沉積物。
NASA的火星探測漫遊任務（MER）始於2003年，是一個機器人太空任務，涉及兩個探測器，勇氣號（MER-A）和機遇號（MER-B），目標是探索火星表面地質。任務的科學目的是尋找和描述各種各樣的岩石和土壤，這些岩石和土壤可以保留火星上過去的水活動的線索。 該任務是美國宇航局火星探測計劃的一部分，該計劃包括三個以前成功的著陸器：1976年的兩個維京計劃著陸器; 和於1997年發射的火星探路者。
上圖：鳳凰號著陸器看到的火星極地表面
火星偵察軌道器（MRO）是一艘多用途航天器，旨在從軌道對火星進行偵察和探索。這艘價值7.2億美元的航天器由洛克希德·馬丁公司在噴氣推進實驗室的監督下建造，於2005年8月12日發射，並於2006年3月10日進入火星軌道。
上圖：MRO軌道器HiRISE相機拍攝到的火星滑坡。
美國宇航局火星科學實驗室將這輛火星車名為好奇號，於2011年11月26日發射，並於2012年8月6日降落在火星上，位於蓋爾隕石坑的艾奧利亞平原。該火星車攜帶的儀器旨在尋找與過去或現在的火星宜居性相關的情況。
上圖：好奇號在2012年8月9日以白平衡影象觀看艾奧利亞山山麓的影象。
美國宇航局的“火星大氣與揮發演化”探測器是研究火星高層大氣層的軌道飛行任務。它還將作為火星表面機器人著陸器和漫遊車的通訊中繼衛星。 MAVEN於2013年11月18日發射，於2014年9月22日抵達火星。
2012年8月，美國國家航空航天局選擇了洞察號，這是一個價值4.25億美元的著陸任務，帶有熱流探頭和地震計，用於確定火星的深層內部結構。兩個名為MarCO的飛越型迷你立方衛星於2018年5月5日與洞察號一起發射，以便在洞察號進入和著陸期間提供實時遙測。洞察號於2018年11月26日在火星上成功登陸。
上圖：洞察號的部件解析
RISE ANTENNA - "旋轉和內部結構實驗"天線
UHF ANTENNA - 甚高頻天線
GRAPPLE - 抓鉤
TETHERS - 固定栓帶
WTS/SEIS - 內部結構地震測量實驗
Heat Flow Probe - 熱流探測器
Pressure Inlet - 洩壓口
IDA - 裝置部署機械臂
上圖：洞察號自拍照
水手計劃(Mariner Program)
1964年，美國宇航局的噴氣推進實驗室兩次嘗試到達火星發射了水手3號和水手4號兩顆雙胞胎探測器。水手3號於1964年11月5日發射升空，但在火箭頂上裝上航天器的包裹材料未能正常開啟，任務失敗。三個星期後，即1964年11月28日，水手4號成功發射，開始了為期半個月的火星之旅。
水手4號於1965年7月14日飛越火星，提供了這顆地外行星的第一張特寫照片。從探測器返回的圖片顯示了火星上的撞擊坑，提供了關於這顆行星更準確的資料，諸如：估計其大氣壓約為地球的1％，白天的溫度為-100°C，沒有檢測到磁場或火星輻射帶。這些資料對當時計劃的火星登陸器進行重新設計頗具意義，並表明火星更像個不毛之地。
水手9號於1971年到達火星，返回的照片提供了更詳細的證據，證明液態水可能曾經流過火星表面，也看出了許多火星反照率特徵的真實本質。例如，奧林帕斯山之雪（Nix Olympica）是火星沙塵暴期間可以看到的少數幾個特徵之一，它揭示了它是整個太陽系中所有行星上最高的山峰（確切地說是火山），從而導致其被重新為奧林帕斯山。
維京計劃（Viking Program）維京計劃於1975年向火星發射了維京1號和維京2號太空船;該計劃包括兩個軌道器和兩個著陸器 ——這是成功登陸和執行在火星上的最早的兩個航天器。
這兩個著陸器任務的主要科學目標是搜尋生物訊號並觀察火星的氣象、地震和地磁。維京著陸器上的生物實驗結果尚無定論，在研究者們重新分析了2012年釋出的維京資料之後暗示了火星上的微生物生命的跡象。
維京軌道飛行器顯示，大量的洪水沖刷形成了深谷和侵蝕基岩的溝槽，並且行進了數千公里。在南半球，大量支流狀的區域表明降雨曾一度下降。
火星探路者號(Mars Pathfinder)火星探路者號，於1997年7月4日在火星上放置了一個帶有巡迴探測器的基站。它包括一個著陸器和一個10.6千克的小輪式機器人漫遊車，名為旅居者號（Sojourner），這是第一個在火星表面執行的火星車。除了科學目標之外，火星探路者任務也進行了各種技術的“概念驗證”，例如安全氣囊著陸系統和自動避障功能等等。
火星全球探勘者號(Mars Global Surveyor)在1992年美國宇航局的火星觀察者軌道器失效後，美國宇航局重組並啟動了火星全球勘探者號（MGS）。火星全球測量者於1996年11月7日發射，並於1997年9月12日進入軌道。經過一年半的修整，其軌道從環形橢圓變為環繞火星的圓形軌道，該航天器於1999年3月開始其主要測繪任務，它在一個完整的火星年過程中觀測到的火星是從低空，近極地軌道開始的，相當於近兩個地球年。火星全球勘探者號於2001年1月31日完成了其主要任務，並完成了幾個延長的任務階段。
該任務研究了整個火星表面，大氣層和內部，並返回了有關這顆紅色星球的資料比之前所有火星任務所獲得的總和都多。
上圖：在火星全球勘探者號的影象中可以看到與地球上形成的溝壑類似的溝壑。這張來自火星全球測量者的圖片橫跨大約1500米的區域。從Sirenum Terra的牛頓盆地可以看到與地球上相似的溝壑。
火星ODYSSEY軌道飛行器（Mars Odyssey）2001年，美國宇航局的火星ODYSSEY軌道飛行器抵達火星。它的任務是使用光譜儀和成像儀來尋找火星上過去或現存的水和火山活動的證據。 2002年，有人宣佈探測器的伽馬射線光譜儀和中子能譜儀檢測到大量的氫氣，這表明在其南極60°緯度內火星土壤上層三米深度記憶體在大量的水冰沉積物。
火星探索漫步任務(MER)和鳳凰號登入器（Pheonix）NASA的火星探測漫遊任務（MER）始於2003年，是一個機器人太空任務，涉及兩個探測器，勇氣號（MER-A）和機遇號（MER-B），目標是探索火星表面地質。任務的科學目的是尋找和描述各種各樣的岩石和土壤，這些岩石和土壤可以保留火星上過去的水活動的線索。 該任務是美國宇航局火星探測計劃的一部分，該計劃包括三個以前成功的著陸器：1976年的兩個維京計劃著陸器; 和於1997年發射的火星探路者。
上圖：鳳凰號著陸器看到的火星極地表面
火星偵察軌道器(MRO)火星偵察軌道器（MRO）是一艘多用途航天器，旨在從軌道對火星進行偵察和探索。這艘價值7.2億美元的航天器由洛克希德·馬丁公司在噴氣推進實驗室的監督下建造，於2005年8月12日發射，並於2006年3月10日進入火星軌道。
上圖：MRO軌道器HiRISE相機拍攝到的火星滑坡。
好奇號漫步車(Curiosity)美國宇航局火星科學實驗室將這輛火星車名為好奇號，於2011年11月26日發射，並於2012年8月6日降落在火星上，位於蓋爾隕石坑的艾奧利亞平原。該火星車攜帶的儀器旨在尋找與過去或現在的火星宜居性相關的情況。
上圖：好奇號在2012年8月9日以白平衡影象觀看艾奧利亞山山麓的影象。
“火星大氣與揮發演化”（MAVEN）探測器美國宇航局的“火星大氣與揮發演化”探測器是研究火星高層大氣層的軌道飛行任務。它還將作為火星表面機器人著陸器和漫遊車的通訊中繼衛星。 MAVEN於2013年11月18日發射，於2014年9月22日抵達火星。
洞察號(Insight)和火星立方體一號(MarCO)2012年8月，美國國家航空航天局選擇了洞察號，這是一個價值4.25億美元的著陸任務，帶有熱流探頭和地震計，用於確定火星的深層內部結構。兩個名為MarCO的飛越型迷你立方衛星於2018年5月5日與洞察號一起發射，以便在洞察號進入和著陸期間提供實時遙測。洞察號於2018年11月26日在火星上成功登陸。
上圖：洞察號的部件解析
RISE ANTENNA - "旋轉和內部結構實驗"天線
UHF ANTENNA - 甚高頻天線
GRAPPLE - 抓鉤
TETHERS - 固定栓帶
WTS/SEIS - 內部結構地震測量實驗
Heat Flow Probe - 熱流探測器
Pressure Inlet - 洩壓口
IDA - 裝置部署機械臂
IDC - 裝置部署相機ICC - 儀器場景相機TWINS - 溫度和風速儀上圖：洞察號自拍照