火星探測是指人類通過向火星發射空間探測器，對火星進行的科學探測活動。
大約每隔26個月就會發生一次火星沖日，火星沖日意味著這時可以使用較小花費將探測器送往火星，因此人類的火星探測活動通常也會每隔26個月出現一次高潮。
美國國家航空航天局兩位科學家曾向美國太空官員透露，他們已經掌握了強有力的證據證明火星上有生命存在，而且這些生命體很可能都躲藏在火星地表以下的山洞當中。探測的火星是太陽系八大行星之一，按離太陽由近及遠的次序排列為第四顆。
2019年11月14日，中國火星探測任務在位於河北懷來的地外天體著陸綜合試驗場首次公開亮相。據介紹，中國首次火星探測任務計畫於2020年擇機實施。
2020年4月24日，中國行星探測任務被命名為“天問系列”，首次火星探測任務被命名為“天問一號”，後續行星任務依次編號；7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭托舉著中國首次火星探測任務“天問一號”探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。
2021年4月24日，中國第一輛火星車命名揭曉，名稱為“祝融”；5月15日7時18分，科研團隊根據“祝融號”火星車發回遙測信號確認，天問一號著陸巡視器成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區，中國首次火星探測任務著陸火星取得圓滿成功；6月11日，國家航天局在京舉行天問一號探測器著陸火星首批科學影像圖揭幕儀式，公布了由祝融號火星車拍攝的著陸點全景、火星地形地貌、“中國印跡”和“著巡合影”等影像圖。
基本介紹
- 中文名：火星探測
- 外文名：Mars exploration
- 火星：太陽系八大行星之一
- 火星自轉周期：24小時37分
- 1960年：前蘇聯向火星發射了第一枚探測器
- 1964年：美國向火星發射探測器成功
- 2011年：中、俄探測器搭乘俄火箭發射升空
簡介,歷史,60年代,70年代,80年代,90年代,2000年,有關計畫,美國計畫,俄國計畫（與中國合作）,中國計畫,印度計畫,日本計畫,新計畫——遠征火星,火星探測設備,1996年火星拓荒者,1996年火星全球探勘者號,2001年火星奧德賽號,2003年火星探測漫遊者,2005年火星勘測軌道飛行器,2007年鳳凰號火星探測器,2011年好奇號火星探測器,2020年天問一號探測器,2021年祝融號火星車,地質特徵,火山,磁性物質,岩石,所獲榮譽,
簡介
火星是太陽系八大行星之一，按離太陽由近及遠的次序排列為第四顆。在太陽系八大行星之中，火星也是除了金星以外，距離地球最近的行星。大約每隔26個月就會發生一次火星沖日，地球與火星的距離在沖日期間會達到極近值，通常只有不足1億千米，而在火星發生大沖時，這個距離甚至不足6000萬千米。火星沖日意味著這時可以使用較小花費將探測器送往火星，因此人類的火星探測活動通常也會每隔26個月出現一次高潮。
NASA公布的“火星大沖”虛擬圖
到目前為止，火星是除了地球以外人類了解最多的行星，已經有超過30枚探測器到達過火星，它們對火星進行了詳細的考察，並向地球發回了大量數據。同時火星探測也充滿了坎坷，大約三分之二的探測器，特別是早期發射的探測器，都沒有能夠成功完成它們的使命。但是火星對於人類卻有一種特殊的吸引力，因為它是太陽系中最近似地球的天體之一。火星赤道平面與公轉軌道平面的交角非常接近於地球，這使它也有類似地球的四季交替，同時，火星的自轉周期為24小時37分，這使火星上的一天幾乎和地球上的一樣長。
歷史
60年代
人類使用空間探測器進行火星探測的歷史幾乎貫穿整個人類航天史。幾乎就在人類剛剛有能力掙脫地球引力飛向太空的時候，第一個火星探測器也開始了它的旅程。最早期的探測器幾乎都失敗了，而火星探測也就是在一次又一次的失敗中不斷前進。
火星探測
1960年10月10日，前蘇聯向火星發射了第一枚探測器。緊接著就在四天以後，即1960年10月14日第二枚火星探測器升空。然而這兩枚火星探測的先行者卻連地球軌道都沒能到達。
1962年10月24日，當火星又一次運行到合適的位置時，前蘇聯的第三枚火星探測器升空了，然而這次它也是僅僅到達了環繞地球軌道而已。1962年11月1日，前蘇聯向火星發射了火星1號，這枚探測器成功進入了前往火星的軌道，並且計畫於1963年6月19日到達火星，然而當1963年3月21日它飛行到距離地球1.06億千米的距離時，卻與地面永遠失去了通信聯繫。三天以後，即1963年3月24日前蘇聯的又一枚探測器升空，這枚探測器同樣面臨著失敗的命運，僅僅到達環繞地球軌道，此後火箭未能再次成功點火，兩個月後墮入地球大氣層燒毀。
1964年，美國也先後向火星發射了兩枚探測器：水手3號和水手4號。水手3號於12月5日發射升空，是美國發射的第一枚火星探測器，然而探測器的保護外殼未能按預定計畫成功與探測器分離，導致探測器偏離軌道，最終導致發射失敗。水手4號於12月28日發射升空，這是有史以來第一枚成功到達火星並發回數據的探測器，水手4號於1965年7月14日在火星表面9800千米上空掠過火星，向地球發回了21張照片，此後又在環繞太陽軌道上花費三年時間對太陽風進行探測。水手4號發回的數據表明火星的大氣密度遠比此前人們認為的稀薄。
前蘇聯也於1964年11月30日再次向火星發射了探測器，但是這枚探測器再次以失敗告終，它雖然最終到達了火星附近，但是卻沒有能夠向地球發回任何數據。1969年美國向火星發射了水手6號和水手7號。前者於2月24日發射升空，7月31日抵達火星。後者於3月27日發射升空，8月5日抵達火星。這兩枚探測器攜帶有更先進的儀器和通訊設備，它們成功掠過火星，對火星大氣成分進行分析，並發回了大量照片。
火星探測
前蘇聯也於1969年向火星發射了兩枚探測器，然而這次甚至比此前的情況更加糟糕，第一枚探測器在發射後7分鐘因發動機故障發生爆炸，而另一枚探測器發射後不到1分鐘就墜向了地面。
70年代
1971年，美國向火星發射了兩枚探測器，嘗試進入火星軌道，環繞火星飛行，以獲取火星的高清晰照片。5月8日，水手8號發射升空，幾分鐘後因火箭故障墜入了大西洋。5月30日，水手9號發射升空，這是有史以來第一枚成功進入環繞火星軌道的探測器，取得了空前的成功。水手9號於1971年11月14日到達火星，在火星軌道上工作了將近一年之久，發回了7329張照片，覆蓋了火星表面超過80%的部分，同時還對火星的兩顆衛星進行了探測。前蘇聯在1971年向火星發射了三枚探測器。第一枚探測器於5月10日發射，包括一個軌道器和一個著陸器，嘗試在火星表面著陸，但實際上它僅僅到達了環繞地球軌道，按照計畫，探測器應該在地球軌道上停留1.5小時，然後點火向火星進發，但是由於失誤，結果它的計時器要等上1.5年向火箭發出這個點火指令，這枚探測器後來被稱為宇宙419號，因為前蘇聯事後否認這枚探測器將要前往火星。火星2號和火星3號是前蘇聯當年發射的另外兩枚火星探測器，與宇宙419號的設計幾乎完全相同，分別於5月19日和5月28日發射升空，火星2號著陸器於12月27日到達火星後不久便與地球失去了聯繫，軌道器運行了約8個月，而火星3號的軌道器沒有成功，但是其著陸器卻成為了有史以來第一個成功在火星表面著陸的探測器，雖然它僅僅火星上工作了大約20秒，甚至沒能發回一張完整的照片就永遠與地球失去了通信聯繫。
火星探測-火星車
前蘇聯在1973年連續向火星發射了四枚探測器，但是都沒有完成它們的探測任務。火星4號於1973年7月21日發射升空，火星5號於1973年7月25日發射升空，它們分別於1974年2月10日和1974年2月12日到達火星附近，火星4號沒能成功進入環繞火星軌道，而火星5號則在進入環繞火星軌道拍到世界第一張火星彩照後停止工作。火星6號和火星7號都攜帶有軌道器和著陸器，它們分別於1973年8月5日和1973年8月9日發射升空，然後分別於1974年3月12日和1974年3月9日到達火星附近，火星6號的著陸器成功進入了火星大氣層並打開了降落傘，然後就丟失了，而火星7號甚至還沒進入環繞火星軌道就丟失了。
80年代
以火衛一的名字命名的福波斯1號和福波斯2號探測器分別於1988年7月7日和1988年7月12日發射升空，這是繼1973年失敗後，前蘇聯又一個火星探測計畫。然而儘管相隔15年之久，這兩顆探測器依然沒能逃脫失敗的命運，福波斯1號於1988年9月2日在飛往火星的途中失去聯繫，而福波斯2號則在1989年3月27日探測器進入環繞火星軌道後不久與地球失去了通信聯繫，它所攜帶的著陸器也因此沒能在火星表面著陸。
90年代
經過多次推遲，美國的火星觀察者探測器於1992年9月25日發射升空，開始了它前往火星的旅程。一切似乎進展得相當順利，然後就在它幾乎就要到達火星的1993年8月21日，當準備點火進入環繞火星軌道時，與地球失去了通信聯繫。
1996年12月7日，美國的火星環球勘測者探測器發射升空，這枚探測器持續運作了10年，最後在2006年11月5日失去訊號聯絡，它是最成功的火星探測任務之一。
1996年12月16日，俄羅斯發射了火星96號探測器，探測器進入地球軌道後未能成功點火進入前往火星的軌道，不久後在墜入太平洋而宣告失敗。
2000年
2001年4月7日：美國發射“奧德賽”火星探測器，目前仍在火星軌道運行，測試火星的地質和氣候，試圖尋找火星上生命和水的跡象。2002年，“奧德賽”發現火星表面和近地表層中可能有豐富的冰凍水，但這一問題目前存在爭議。
2003年6月10日，攜帶“勇氣”號火星車的美國“火星探測流浪者”號探測器發射升空。
2003年7月7日，“勇氣”號的孿生兄弟“機遇”號火星車發射升空。
2004年1月14日，美國總統喬治·W·布希宣布，爭取在2020年後以月球為基地把人送上火星。
2007年2月25日，歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器靠近火星飛行，順利完成利用火星引力調整飛行速度和軌道的任務。
2008年1月，俄羅斯空間研究所宣布，爭取在2025年前把一名俄羅斯太空人送上火星。
有關計畫
美國計畫
2009年
美國國家航空航天局與麻省理工學院合作的火星科學實驗室將於2009年12月啟程前往火星，它將在火星表面著陸，並且擁有六個輪子，擁有前所未有的機動性能，並且使用核能提供電力，至少在火星表面工作一個火星年的時間。同時，火星科學實驗室還將攜帶各種先進的儀器，它將配有200萬像素的主照相機，配合10倍光學變焦鏡頭和三色真彩色感光能力，將可以拍攝到超高清晰度的全景照片，同時這部相機還將內置MPEG-2硬體視頻壓縮能力，可以拍攝每秒10幀的高清晰視頻，相機本身將配有至少256MB記憶體和8GB快閃記憶體以暫時保存拍攝的照片和視頻，配合火星通信軌道器提供的基於雷射通信的超高頻寬支持，火星科學實驗室將會使現在正在火星上工作的雙胞胎火星車勇氣號和機遇號相形見絀。
2011年
在2011年，美國國家航空航天局預計將進行第二次火星偵察任務。這次任務預計將是個雙重任務，因為美國國家航空航天局將同時把兩個不同的計畫送往火星。目前美國國家航空航天局尚未決定要將哪兩個計畫送往火星，一些可能獲選的計畫包括了（每位任職於美國國家航空航天局的科學家只能選擇一個計畫）：
Artemis 這個計畫將從繞行火星的母船中發射碟形登入器登入火星，每個直徑兩英尺，最多可能發射四個。每個登入器將利用降落傘的方式登入火星表面，並分析火星土壤與大氣。四個登入器其中的兩個預計將登入在火星的極地區域。 CryoScout 這個計畫將建造一個魚雷外型的探測器，並且利用噴嘴加熱的方式融化火星極地的冰冠。探測器預計將深入地表100碼（91米），並且分析這些融化的水以判斷火星極地的狀態。 KittyHawk 這個計畫預計將建造三台或四台滑翔機，滑翔機翼展約六呎（1.83米），並且探測水手峽谷。這些滑翔機將攜帶紅外線頻譜儀與照相機。 Naiades 本計畫的命名由來為希臘神話中居住在山林水澤中的女神。這個計畫預計將兩台登入器送往可能含有地下水的區域，並且使用低頻電磁與其他裝備探測火星是否有地下水存在。 Pascal 本計畫預計製造24台小型氣象觀測站，並且將其散布在火星各地。 Urey 本計畫預計包含登入器/探測車兩者，以研究火星岩的年齡。計畫預計將針對Cerberus高原一帶進行研究，並且將會尋找特定的礦物，以幫助科學家研究火星上的隕石坑與月球上的隕石坑的不同點。
2011年以後
2018年的火星任務將是一個著陸器，用於尋找火星上可能存在生命的證據。
2020年，“機智”號火星直升機已在美國航天局噴氣推進實驗室的太空模擬裝置內順利完成飛行測試，下一次飛行任務將在火星上進行。按計畫，“機智”號將搭乘“毅力”號火星車於2020年7月發射升空，預計於2021年2月抵達火星。這將是人類首架在另一行星表面起飛的飛行器。
2021年2月18日下午，美國“毅力號”火星車成功登入火星，成為美國國家航空航天局（NASA）第5個成功登入的火星車。“毅力號”將在火星採集樣本並試圖尋找生命存在的證據。
2024年8月訊息，美國國家航空航天局（NASA）將迎來一項商業項目驗收，致力於將地球至火星運載成本降低90%的太空飛行器發射試驗。
2037年
俄國計畫（與中國合作）
整個計畫共分四個階段：
階段1：（現在到2009年）會對第一次任務進行充足準備，包括定立探測目標、技術研發和尋求國際合作。
階段2：（2009年後）已發射的衛星將探測火星環境，所得的數據用作火星軟著陸之用。
階段3：發射火星著陸器並攜帶一輛火星車，在火星上軟著陸。
階段4：成立火星表面觀察站、發展飛行器穿梭地球與火星、並且建立火星基地供機械探測器進入。此階段的最終目標是為將來人類登入火星提供基礎，令人類可在火星觀察站中觀察火星。
螢火一號（YH-1）是中國火星探測計畫中的第一顆火星探測器，作為中俄航天合作項目之一，計畫於2011年和俄羅斯的“福布斯-土壤”（Phobos-Grunt）衛星一起搭載聯盟號運載火箭從拜科努爾航天中心發射升空。大約經歷10至11個半月的飛行後，進入火星軌道。螢火一號主要研究火星的電離層及周圍空間環境，火星磁場等。2008年4月完成初樣並公布於眾。2009年6月完成正樣並赴俄羅斯聯合測試。
設計參數為：
螢火一號
尺寸：750×750×600 mm
重量：110 kg
功率：90 W（平均）180 W（峰值）
數據傳輸速率：80 bit/s
太陽能電池板，2 x 3塊，全長7.85米
中國火星探測計畫是中國第一個火星探測計畫，中國航天局將與俄羅斯聯邦航天局合作共同探索火星。中國首顆火星探測器“螢火一號”同俄羅斯“福布斯－土壤”探測器於台北時間2011年11月9日4時16分在位於哈薩克斯坦境內的拜科努爾發射場搭乘俄運載火箭發射升空。
火星探測器“福布斯－土壤”探測器未能按計畫變軌。他說：“我們度過了一個非常沉重的深夜，我們很長一段時間都無法找到這個太空飛行器。終於確定了它的位置，並且查明，其發動裝置沒有工作，兩次點火都沒有成功。”這意味著，中國的第一顆火星探測器發射以失敗告終。
中國計畫
2016年1月18日，有訊息稱，中國火星探測項目正在立項，首次發射有望實現“繞、落、巡”的三階段探測任務。這是北京空間科技信息研究所所長原民輝今天在《國際太空》和《衛星套用》聯合主辦的年度全球和中國十大航天新聞發布會上透露的訊息。
《國際太空》雜誌主編龐之浩透露，中國火星探測的一時間點可能在2020年。
2019年1月14日，國新辦舉行探月工程嫦娥四號任務有關情況新聞發布會。國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華在發布會上表示，中國首次火星探測任務將於2020年前後實施。
2019年11月14日，在位於河北懷來的地外天體著陸綜合試驗場，中國火星探測任務首次公開亮相。受中國國家航天局邀請，部分外國駐華使館及國際組織人員觀摩了中國首次火星探測任務著陸器懸停避障試驗，並參觀相關試驗設施。該試驗模擬了著陸器在火星環境下懸停、避障、緩速下降的過程，對其設計正確性進行了綜合驗證。據介紹，中國首次火星探測任務計畫於2020年擇機實施，目標是通過一次發射任務，實現火星環繞和著陸巡視，開展火星全球性和綜合性探測，並對火星表面重點地區精細巡視勘查。本次著陸器懸停避障試驗在亞洲最大的地外天體著陸綜合試驗場進行，模擬了火星重力環境（火星重力加速度約為地球的1/3）。
2020年3月10日，北京航天飛行控制中心圓滿完成中國首次火星探測任務無線聯試，充分驗證了探測器與地面系統的接口匹配性和一致性，對各類方案、技術狀態、軟硬體系統進行了全面測試，為任務順利開展打下了堅實基礎。
2020年7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭托舉著中國首次火星探測任務“天問一號”探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。
2021年5月14日，據國家航天局官網訊息，根據目前飛行情況，天問一號探測器擬於台北時間5月15日凌晨至5月19日期間擇機著陸於火星烏托邦平原。
2021年5月15日7時18分，科研團隊根據“祝融號”火星車發回遙測信號確認，天問一號著陸巡視器成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區，中國首次火星探測任務著陸火星取得圓滿成功。5月17日8時，天問一號環繞器已實施第四次近火制動，順利進入周期為8.2小時中繼通信軌道。祝融號火星車正在按計畫開展周圍環境感知和狀態檢查，各系統工作正常。兩器已建立器間通信鏈路，第一次通過環繞器傳回火星車遙測數據。
2021年6月11日，國家航天局在京舉行天問一號探測器著陸火星首批科學影像圖揭幕儀式，公布了由祝融號火星車拍攝的著陸點全景、火星地形地貌、“中國印跡”和“著巡合影”等影像圖。
2021年6月12日，國家航天局舉辦新聞發布會，介紹中國首次火星探測任務情況。後續將開展火星取樣返回和木星系探測任務。
2023年4月24日，國家航天局和中國科學院聯合發布中國首次火星探測火星全球影像圖。
印度計畫
印度準備在2012年至2013年之間發射火星探測器，參加火星探測的全球競爭與合作。
日本計畫
日本希望號火星探測器於1998年7月3日發射升空，是日本第一個火星探測器，也使日本成為世界上第三個發射火星探測器的國家。
日本火星探測器希望號在艱難地飛行了5年之後，最終於2003年12月9日被放棄。至此，日本的首次火星探測行動宣告失敗。
日本目前尚無探測計畫。
新計畫——遠征火星
美國宇航局擬訂了載人登入火星的新計畫，打算在2031年2月派太空人遠征火星。同為太陽系八大行星之一，火星與地球相鄰，離地球最近距離約5500萬公里。按照美國宇航局的新計畫，重達400噸的載人飛船從地球飛到火星，將需六七個月的時間，加上在火星停留及返回，整個過程約需30個月。
載人飛船將由3到4枚新型重型運載火箭“戰神”-5從地面發射到地球低軌道後組裝而成。“兵馬未到，糧草先行”，太空人登入火星前，美國宇航局將分別於2028年和2029年向火星發射貨運登入艙和星面居住艙，為太空人在火星上登入和工作做準備。“戰神”-5正在研製當中，如果研製成功，這將是美國載荷最大的運載火箭。這種火箭使用先進的低溫燃料推進劑，可把140噸載荷運送到地球低軌道，也可把大約70噸載荷運往月球。
美國太空人登入火星後，將在星面居住一段時間，最多可達16個月。期間，太空人將使用核能為工作和生活提供所需的動力。由於火星沒有空氣和水，太空人登入火星時，將使用“密閉循環”生命維持系統，不斷循環使用空氣和水。為了在火星上長期生存，飛船還將種植一些蔬菜和水果，供太空人食用。同時，也讓太空人有一種生活在地球上的感覺，有利於身心健康。鑒於這將是人類最為複雜的太空遠征，美國宇航局還計畫在月球上對登入火星進行預演，以確保萬無一失。
火星探測設備
1996年火星拓荒者
火星拓荒者是美國國家航空航天局的1996年火星探測計畫，緊接在火星全球探勘者號升空之後發射，也是歷史上第3次在火星表面軟著陸。美國國家航空航天局的火星探測計畫長期致力於對火星這顆紅色行星進行無人探測，火星拓荒者是這一系列無人探測計畫的一個組成部分。
火星拓荒者
1996年火星全球探勘者號
火星全球探勘者號（Mars Global Surveyor）
火星探測漫遊者
是美國國家航空航天局的火星探測衛星，也開啟新一波的火星探測計畫。
它於1996年升空，並在2006年結束任務。
1996年11月7日:發射
1997年9月11日:到達火星並進入軌道
1999年4月1日:主要測繪任務開始
2001年2月1日:第一次延伸任務開始
2002年2月1日:第二次延伸任務開始
2003年1月1日:中繼任務開始
2004年3月30日:拍攝精神號前85個火星平均太陽日經過之處輪胎的軌跡。
2004年12月1日:科學與支援任務開始
2005年4月:火星全球探勘者號是第一個在地球以外行星拍攝其他太空探測器的探測器。MGS拍攝了兩張2001火星奧德賽號的照片和一張火星快車號的照片。
2006年10月1日:預定2年的延伸任務開始。
2006年11月2日:因為太陽能板重定位發生錯誤，失去通訊。
2006年11月5日:偵測到弱訊號，代表MGS在等待指令，不久訊號中斷。
2006年11月21日:NASA宣布MGS任務結束
2006年12月6日:NASA公開MGS拍攝到新的山溝影像，證明液態水仍在火星存在。
2007年4月13日:NASA公布MGS失聯的報告。
2001年火星奧德賽號
2001年4月——“火星奧德賽號”軌道器開始飛往火星以便對這顆行星的元素組成進行分析。它於2001年10月23日到達火星。
2003年——兩輛完全相同的火星探測漫遊車在火星上尋找水或能夠證明曾經有水存在的痕跡。
2005年——計畫發射“火星勘測軌道器”。它的目標是以新的尺度對火星表面進行分析以尋找水的痕跡。它會以20到30厘米的解析度來測量火星地表，這種解析度足以看清沙灘氣球大小的岩石。
2007年——NASA計畫發射一個移動科學實驗室來推進火星表面的測量工作。
2011-2016年——獲取火星樣本的飛行是NASA計畫中最具野心的部分。這要求飛船能夠在火星上著陸並採集土壤然後自行發射並返回地球。
2003年火星探測漫遊者
通常在一天當中，探測車會向地球傳送照片、儀器數據和狀態數據。科學家根據當天及前一天的數據來做出相應的決策。然後科學家藉助高增益天線，透過3個小時的直接通訊視窗，將指令傳送給探測車。在接下來的20個小時內，探測車自行工作，包括執行指令並將數據傳給上空的兩顆衛星。探測車的指令可能是命令它前往一塊新的岩石、磨削岩石、分析岩石、拍攝照片或者使用其他儀器蒐集數據。
在為期大約90天的時間內探測車和科學家們都將重複這樣的工作模式。之後，探測車的能量開始衰竭。同時，火星和地球的距離將會越來越遠，給通訊帶來更大的困難。最後，當探測車沒有足夠能量或者距離太遠導致無法通訊的時候，探測任務便宣告結束。
2005年火星勘測軌道飛行器
火星勘測軌道飛行器是美國國家航空航天局的2005年火星探測計畫之一。這項計畫的主要目的是將一枚衛星送往火星，以前所未有的照相機解析度對火星這顆紅色行星進行詳細考察，並且為往後的火星地表任務尋找適合的登入地點，同時為這些任務提供高速的通訊傳遞功能。這項計畫預計將在火星軌道運行至少四年，並且成為火星的第四個正在使用中的太空飛行器。
火星勘測軌道飛行器
根據2009年雷達的測量報告顯示，火星北極地區冰蓋下的冰塊的體積有821,000立方千米(197,000 立方英里), 這等於地球上格陵蘭島冰塊的30%。
2009年9月發表的一篇科學文章揭示，在一些新的撞擊坑周圍有純淨的水冰。這個事實暴光後，這些冰後來似乎逐漸隨著升華而消失了。新的撞擊坑由CTX攝象機發現，CRISM後來證實冰在五個位置的存在:三個位於Cebrenia quadrangle，具體地點分別是55.57°N 150.62°E;43.28°N 176.9°E;和 45°N 164.5°E。其他兩處位於Diacria quadrangle: 46.7°N 176.8°E和46.33°N 176.9°E。
根據MRO和其他一些火星探測器的數據顯示，科學家已經發現火星上分布著廣泛的氯化物。這些氯化物是由富含水分的礦物蒸發形成的。其中的碳酸鹽，硫酸鹽，二氧化矽應該都會率先沉澱下來。而且火星車已經在火星表面上發現了硫酸鹽和二氧化矽。有氯化物的地方過去可能存在著各種生命形式，因此，這是人類探索火星是否存在生命遺蹟的理想地區。
2011年8月4日，NASA宣布MRO偵察到火星在溫暖的月份里，其表面似乎存在流動的液態水。
2007年鳳凰號火星探測器
鳳凰號火星探測器是美國國家航空航天局的2007年火星探測計畫。這項計畫的主要目的是將一枚著陸器送往火星的北極地區，對火星的極地環境進行探測。
鳳凰號將在防熱盾、降落傘與火箭推進器的協助之下，緩緩降落在火星冰封的地表上，然後利用太陽能電池板蓄積的電力，伸出長約2.3米的機械手臂向下挖掘，並將挖掘所得的土壤樣本送回鳳凰號，以先進的儀器對土壤中的水冰加以分析。這項計畫共耗資四億兩千萬美元。
鳳凰號
鳳凰號的目的是尋找火星北極土壤中可能存在的生命特徵，對淺層地下的水冰進行研究。鳳凰號已經在美國東部時間2007年8月4日5點26分於佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地成功發射，由三角洲二號運載火箭所運載於2008年5月25日成功著陸火星。鳳凰號是繼海盜二號在1976年之後，唯一未使用氣囊緩衝技術而成功登入火星的太空船。
2008年11月，鳳凰號與地面控制中心失去聯絡。
發射視窗：8月3日至8月24日，每天兩次機會；
太空行程：將飛行約6.8億公里，於2008年5月在火星北極軟著陸；
名稱含義：NASA希望它能在以前失敗基礎上，完成鳳凰涅磐般重生；
設計獨特：鳳凰號有三條腿支撐，機械臂長20英尺，工作起來似反鏟挖土機，一鏟下去能在火星上挖出20英寸深的溝。
尋找生命：尋找已經存在10萬年的液態水的證據；將在其微型火爐中加熱火星土壤樣本，研究其化學構成。
2011年好奇號火星探測器
在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射，飛行3.54億英里，預計2012年8月份才會抵達火星。“好奇號”被稱為有史以來最龐大、最複雜、最昂貴、也最先進的火星探測器。上面搭載了一批先進的探測儀器，包括17台先進照相機、一個機械臂、一個鑽孔機、一台雷射裝置，其內部還配備化學實驗室，用於樣本分析。其大小相當於一輛小汽車，重量約900公斤，是前任“雙胞胎”火星車——“勇氣號”和“機遇號”的五倍，長度約為它們的兩倍。
“好奇號”這個名字是由一名12歲的華裔小女生馬天琪所起的。美國宇航局2008年向美國學生徵集名字，最終馬天琪所起的這個名字從9千份參賽作品中脫穎而出。
人類一直對美麗而神秘的火星充滿好奇，近半個世紀以來，在人類迄今三十多次探索火星的嘗試中，大部分都以失敗告終，本月早些時候，俄羅斯“福布斯-土壤”火星探測器前往火星的任務即宣告失敗。
2020年天問一號探測器
“天問”是中國行星探測任務名稱，該名稱源於屈原長詩《天問》，表達了中華民族對真理追求的堅韌與執著，體現了對自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學真理征途漫漫，追求科技創新永無止境。
2020年7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭托舉著中國首次火星探測任務“天問一號”探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。
2021年祝融號火星車
“祝融號”火星車的高度有1米85，重量達到240公斤左右。設計壽命為3個火星月，相當於約92個地球日。“祝融號”火星車將在火星上開展地表成分、物質類型分布、地質結構以及火星氣象環境等探測工作。
2021年4月24日，2021中國航天日開幕啟動儀式在江蘇南京舉行。經全球征名、專家評審、網路投票等層層遴選，最終“祝融號”脫穎而出。
地質特徵
研究火星的地質概況可以了解火星的變化過程和地球與火星之間的區別與共性。作為火星探測計畫的一部分，科學家希望理解風、水、火山作用、構造地質學、撞擊坑等過程在形成和改變火星表面中的相關角色。
火山
比如，火星上有令人難以置信的巨大火山，其規模是地球上火山的10倍甚至100倍以上。這個不同點的解釋就是火星地殼不像地球地殼一樣運動。這意味著所有的岩漿匯集成為一個非常巨大的火山。
磁性物質
火星環球監測者探測器最近發現了在火星上分布著大面積的磁性物質，這表明火星曾經有一個像地球一樣的磁場。由於磁場通常表現為保護行星不受各種宇宙射線的傷害，這一發現暗示很可能發現火星表面曾經存在生命的證據。對於遠古磁場的研究對火星過去的內部結構、溫度和組成也將提供重要信息。磁場的存在還表明火星曾經像地球一樣充滿生機。
岩石
最重要的是火星上各種岩石的組成以及年齡。地質學家通過岩石的年齡確定火星歷史事件的順序。組成告訴人們在過去的時間內發生了什麼。鑑定有水存在才能形成的岩石和礦物質是其中尤其重要的一個任務。水是解開火星生命之謎的關鍵之一。
所獲榮譽
2022年2月14日，中國首次火星探測任務取得圓滿成功入選2021年度十大科普事件。
