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火星拓荒者是美国国家航空航天局的1996年火星探测计划，紧接在火星全球探勘者号升空之后发射，也是历史上第3次在火星表面软着陆。美国国家航空航天局的火星探测计划长期致力于对火星这颗红色行星进行无人探测，火星拓荒者是这一系列无人探测计划的一个组成部分。火星拓荒者于1997年7月4日在火星表面着陆。它携带的索杰纳号火星车，是人类送往火星的第一部火星车。
火星全球探勘者号（Mars Global Surveyor）是美国国家航空航天局的火星探测卫星，也开启新一波的火星探测计划。它于1996年升空，并在2006年结束任务。1996年11月7日:发射1997年9月11日:到达火星并进入轨道1999年4月1日:主要测绘任务开始2001年2月1日:第一次延伸任务开始2002年2月1日:第二次延伸任务开始2003年1月1日:中继任务开始2004年3月30日:拍摄精神号前85个火星平均太阳日经过之处轮胎的轨迹。2004年12月1日:科学与支援任务开始2005年4月:火星全球探勘者号是第一个在地球以外行星拍摄其他太空探测器的探测器。MGS拍摄了两张2001火星奥德赛号的照片和一张火星快车号的照片。2006年10月1日:预定2年的延伸任务开始。2006年11月2日:因为太阳能板重定位发生错误，失去通讯。2006年11月5日:侦测到弱讯号，代表MGS在等待指令，不久讯号中断。2006年11月21日:NASA宣布MGS任务结束2006年12月6日:NASA公开MGS拍摄到新的山沟影像，证明液态水仍在火星存在。2007年4月13日:NASA公布MGS失联的报告。
2001火星奥德赛号是美国国家航空航天局的火星探测卫星，主要任务是寻找水与火山活动的迹象，于2001年升空。这次任务的名称是根据电影《2001太空漫游》来命名的。2001年4月——“火星奥德赛号”轨道器开始飞往火星以便对这颗行星的元素组成进行分析。它于2001年10月23日到达火星。2003年——两辆完全相同的火星探测漫游车在火星上寻找水或能够证明曾经有水存在的痕迹。2005年——计划发射“火星勘测轨道器”。它的目标是以新的尺度对火星表面进行分析以寻找水的痕迹。它会以20到30厘米的分辨率来测量火星地表，这种分辨率足以看清沙滩气球大小的岩石。2007年——NASA计划发射一个移动科学实验室来推进火星表面的测量工作。2011-2016年——获取火星样本的飞行是NASA计划中最具野心的部分。这要求飞船能够在火星上着陆并采集土壤然后自行发射并返回地球。火星探测漫游者是美国国家航空航天局的2003年火星探测计划。这项计划的主要目的是将勇气号和机遇号两辆火星车送往火星，对火星这颗行星进行实地考察。通常在一天当中，探测车会向地球发送照片、仪器数据和状态数据。科学家根据当天及前一天的数据来做出相应的决策。然后科学家借助高增益天线，透过3个小时的直接通讯窗口，将指令发送给探测车。在接下来的20个小时内，探测车自行工作，包括执行指令并将数据传给上空的两颗卫星。探测车的指令可能是命令它前往一块新的岩石、磨削岩石、分析岩石、拍摄照片或者使用其他仪器搜集数据。在为期大约90天的时间内探测车和科学家们都将重复这样的工作模式。之后，探测车的能量开始衰竭。同时，火星和地球的距离将会越来越远，给通讯带来更大的困难。最后，当探测车没有足够能量或者距离太远导致无法通讯的时候，探测任务便宣告结束。
火星勘测轨道飞行器是美国国家航空航天局的2005年火星探测计划之一。这项计划的主要目的是将一枚卫星送往火星，以前所未有的照相机分辨率对火星这颗红色行星进行详细考察，并且为往后的火星地表任务寻找适合的登陆地点，同时为这些任务提供高速的通讯传递功能。这项计划预计将在火星轨道运行至少四年，并且成为火星的第四个正在使用中的航天器。根据2009年雷达的测量报告显示，火星北极地区冰盖下的冰块的体积有821,000立方千米(197,000 立方英里), 这等于地球上格陵兰岛冰块的30%。2009年9月发表的一篇科学文章揭示，在一些新的撞击坑周围有纯净的水冰。这个事实暴光后，这些冰后来似乎逐渐随着升华而消失了。新的撞击坑由CTX摄象机发现，CRISM后来证实冰在五个位置的存在:三个位于Cebrenia quadrangle，具体地点分别是55.57°N 150.62°E;43.28°N 176.9°E;和 45°N 164.5°E。其他两处位于Diacria quadrangle: 46.7°N 176.8°E和46.33°N 176.9°E。根据MRO和其他一些火星探测器的数据显示，科学家已经发现火星上分布着广泛的氯化物。这些氯化物是由富含水分的矿物蒸发形成的。其中的碳酸盐，硫酸盐，二氧化硅应该都会率先沉淀下来。而且火星车已经在火星表面上发现了硫酸盐和二氧化硅。有氯化物的地方过去可能存在着各种生命形式，因此，这是人类探索火星是否存在生命遗迹的理想地区。2011年8月4日，NASA宣布MRO侦察到火星在温暖的月份里，其表面似乎存在流动的液态水。凤凰号火星探测器是美国国家航空航天局的2007年火星探测计划。这项计划的主要目的是将一枚着陆器送往火星的北极地区，对火星的极地环境进行探测。
凤凰号将在防热盾、降落伞与火箭推进器的协助之下，缓缓降落在火星冰封的地表上，然后利用太阳能电池板蓄积的电力，伸出长约2.3米的机械手臂向下挖掘，并将挖掘所得的土壤样本送回凤凰号，以先进的仪器对土壤中的水冰加以分析。这项计划共耗资四亿两千万美元。凤凰号的目的是寻找火星北极土壤中可能存在的生命特征，对浅层地下的水冰进行研究。凤凰号已经在美国东部时间2007年8月4日5点26分于佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射，由三角洲二号运载火箭所运载于2008年5月25日成功着陆火星。凤凰号是继海盗二号在1976年之后，唯一未使用气囊缓冲技术而成功登陆火星的太空船。2008年11月，凤凰号与地面控制中心失去联络。发射窗口：8月3日至8月24日，每天两次机会；太空行程：将飞行约6.8亿公里，于2008年5月在火星北极软着陆；名称含义：NASA希望它能在以前失败基础上，完成凤凰涅磐般重生；设计独特：凤凰号有三条腿支撑，机械臂长20英尺，工作起来似反铲挖土机，一铲下去能在火星上挖出20英寸深的沟。寻找生命：寻找已经存在10万年的液态水的证据；将在其微型火炉中加热火星土壤样本，研究其化学构成。美国迄今最先进的火星探测器“好奇号”2011年11月26日成功发射升空，这个由一名华裔小女生命名的强大“火星车”此行的主要任务是探索火星是否有生命存在的迹象。在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射，飞行3.54亿英里，预计2012年8月份才会抵达火星。“好奇号”被称为有史以来最庞大、最复杂、最昂贵、也最先进的火星探测器。上面搭载了一批先进的探测仪器，包括17台先进照相机、一个机械臂、一个钻孔机、一台激光装置，其内部还配备化学实验室，用于样本分析。其大小相当于一辆小汽车，重量约900公斤，是前任“双胞胎”火星车——“勇气号”和“机遇号”的五倍，长度约为它们的两倍。“好奇号”这个名字是由一名12岁的华裔小女生马天琪所起的。美国宇航局2008年向美国学生征集名字，最终马天琪所起的这个名字从9千份参赛作品中脱颖而出。人类一直对美丽而神秘的火星充满好奇，近半个世纪以来，在人类迄今三十多次探索火星的尝试中，大部分都以失败告终，本月早些时候，俄罗斯“福布斯-土壤”火星探测器前往火星的任务即宣告失败。“火星真的是太阳系的‘百慕大三角’，它是一个‘死亡星球’”美国宇航局助理副署长哈特曼说：“美国是世界上唯一一个成功登陆并在火星表面驱动火星车的国家，现在我们准备再来准备一次。”“天问”是中国行星探测任务名称，该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。“祝融号”火星车的高度有1米85，重量达到240公斤左右。设计寿命为3个火星月，相当于约92个地球日。“祝融号”火星车将在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作。2021年4月24日，2021中国航天日开幕启动仪式在江苏南京举行。经全球征名、专家评审、网络投票等层层遴选，最终“祝融号”脱颖而出。
