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部分成功飞往火星的探测器
1965年7月美国“水手4号”探测器飞近火星，从距火星1万公里处拍摄21幅照片，发现火星上存在大量环形山，大气密度只有地球的1％。
1969年美国“水手5号”和“水手6号”再次掠过火星。它们拍摄的200多幅照片表明，火星表面温度比预想的更低，大气中二氧化碳含量高达95%，水蒸气几乎难以寻觅。美国“水手7号”也发回126张照片。
1975年8月美国“海盗1号”升空，其于次年7月释放的着陆器顺利落至火星表面，向地面传回彩色照片。
1996年12月美国“火星探路者”号发射。次年7月，其所携着陆器顺利落至火星，施放出“旅居者”号火星车，实现漫游考察并发现远古水痕。
2001年4月美国发射“奥德赛”探测器。次年，该探测器发现火星表层可能富含冰冻水。其搭载的俄罗斯高能中子探测器也尝试找水并探测火星表面中子流。
2003年美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别于6月和7月发射升空。它们都成功登上火星，对火星岩石和地貌开展长达七八年的漫游考察。
2003年6月欧洲航天局“火星快车”探测器升空。
2005年8月美国“火星勘测轨道飞行器”升空，其所携探测仪的数量、探测精度和数据传输能力均创下当时历史纪录，其探测活动已持续到2011年。
2007年8月美国“凤凰”号探测器启程，次年5月在火星北极着陆。探测器考察两月后，科学家确认“凤凰”号在加热火星土壤样本时发现水蒸气，为火星有水找到证据。