1971年5月30日，美國“水手9號”探測器發射升空，同年11月13日，進入距火星1280千米的軌道，成為第一顆環繞另一顆行星執行的人造天體。

火星比太陽系中的任何其他行星都更像地球。火星自轉情況和地球幾乎一樣，轉一圈也是24小時多一點；它有極薄的大氣層，空中飄浮著白雲；它有被大氣包圍的固體表面，上面也有四季交替的氣候變化，人們看到的它的南北極像白色的冰雪，冬季擴大，夏季縮小。1877年義大利天文學家斯基帕雷利發現了震驚世界的現象：火星上有“人工運河”！此後美國天文學家霍爾又發現了火星的兩顆小衛星，有力地支援了火星上有“火星人”的推斷。

為徹底弄清火星的全貌，美國發射了“水手9號”。就在“9號”駛向火星的過程中，火星上發生了大規模塵暴。“9號”幸運地躲過了這場持續了幾個月的火星塵暴。1971年12月始，“9號”發回一系列火星地貌照片。看了這些照片，即便是那些有豐富閱歷的天文學家也吃驚不小。“9號”成功地繪製了第一幅真正的火星全圖，證明火星上根本不存在什麼運河，人們看到的只是火星風形成的沙粒帶狀條紋；同時它也在火星上發現了許多幹涸的河床，證明在火星上可能曾經存在過液態的水。只要有水，火星上的生命就有希望。

“水手9號”執行近一年，拍攝了7329幅照片，美國依據這些照片首次為火星上的火山、峽谷、高地和窪地命名。這些照片使人們認識到，火星是一個活動著的引人入勝的複雜世界。“水手9號”的成功，使美國科學家備受鼓舞，1976年又派遣“海盜號”宇宙飛船抵達火星，並著陸到火星地面，進行了更詳細的考察。