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主条目：火星探测
苏联、美国、欧洲和日本共已发射数十艘太空船研究火星表面、地质和气候，包括轨道卫星、登陆器和漫游车。总计大约有三分之二的任务在完成前或是才要开始时就因种种原因而失败。目前将物体由地球地表送往火星约要花费每公斤30,900美元。[39]
[编辑]过去任务第一个飞掠火星的是美国国家航空航天局的水手4号，于1965年飞掠。第一个环绕火星的则是水手9号，于1971年进入火星轨道，也成为第一个环绕其他行星的探测船。[40]1971年苏联火星计划火星2号的登陆器坠毁后数日，相同的火星3号的登陆器成功登陆火星，为第一个成功登陆火星的探测器，但登陆十几秒后即失去联系。1975年NASA发射海盗号，包括两组轨道卫星和登陆器。海盗1号和2号轨道卫星各运作了六年和三年。两个登陆器皆于1976年成功登陆，传送了第一张火星地景的彩色照片[41]，而轨道卫星也绘制了很好的火星地图，甚至到今天都还在使用。
苏联的弗伯斯1号、2号于1988年发射以探测火星和两个卫星。弗伯斯1号于抵达前失联，而弗伯斯2号虽然成功拍摄了火星和火卫一，但在准备要放出两艘登陆器到火卫一之前失联。
在1992年火星观察者失败后，NASA于1996年11月发射了火星全球勘测者，且任务非常成功。它在2001年即完成了原订的地图绘制工作，并三次延长任务，直到2006年11月2日失联而结束，总计共花了10年在太空中工作。在火星全球勘测者发射一个月后，NASA发射了火星探路者，包括了一个登陆器和漫游车——旅居者（Sojourner），于1997年7月登陆在阿瑞斯峡谷。这任务也很成功，且也很知名，部分是因为传回的大量照片。[42]
NASA的火星勘测98计划于1998、99年发射了火星气候卫星与火星极地登陆者，前者预计研究气候、水与二氧化碳等，后者则预计于南极登陆，船上的搭载深空2号则计划于火星极地登陆者进入大气时释放，直接降落穿入地表进行研究。但整个计划在2000年到达火星时失败。
最近的任务则是NASA于2007年8月发射的凤凰号，于2008年5月登陆在火星北纬68度的极区。[43]凤凰号登陆器有一支可伸及2.5米的机械手臂，且可挖掘土壤1米深。有搭载一座显微镜，分辨率达人类头发宽度的千分之一。2008年6月20日确认2008年6月15日发现的地表白色物质为水冰。[44][45]2008年11月10日进入冬季而无法继续联系凤凰号，任务结束。[46]
[编辑]现在任务2001年NASA发射了2001火星奥德赛号，任务成功进行并延续到2010年9月。[47]船上的伽玛射线光谱仪于地表下一米内侦测到大量的氢，也就是大量的水分子。[48]
2003年欧洲空间局发射了火星快车号，包括轨道卫星和登陆器——小猎犬2号，而小猎犬2号于2004年2月降落时失败。[49]2004年船上的行星傅立叶光谱仪于大气中侦测到甲烷。2006年6月ESA宣布火星快车号发现极光。[50]
2003年NASA发射了两台相同的火星探测漫游者——勇气号（MER-A）和机遇号（MER-B）。两台皆于2004年1月成功登陆并工作超过预定时间。传回的资料中最有价值的大概是两地过去有水的确实证据。尘卷风和风暴偶尔清除了太阳能板上的沙尘，使他们得以超过预定任务时间而继续工作。[51]
2005年8月NASA发射了火星勘察卫星，于2006年3月进入火星轨道展开为期2年的工作。它搭载更进步的通讯系统，带宽比之前任务总和还宽，且传回的资料远多于过去任务的总和。拥有分辨率高达0.3米的相机——HiRISE，拍摄地表和天气以寻找未来任务的适合登陆地点。2008年2月19日拍摄到北极冠边缘的一系列雪崩影像。[52]
2007年2月25日，探测彗星的罗塞塔号近距离飞掠火星并拍照，有拍到很高的云。[53]
2009年2月17日，黎明号飞掠火星以重力助推前往目的地灶神星和谷神星，并在接近火星时拍了照。[54]
[编辑]未来任务凤凰号之后的是2011年的火星科学实验室，和火星探测漫游者一样是火星车，但更大更快更进步。搭载雷射化学检测仪，可在13米外分析岩石组成。[55]
中俄合作的火卫一-土壤号预计2011年升空，将会送回火卫一土壤样本。而该探测器还将搭载一颗重110公斤的火星探测器，也就中国第一艘无人驾驶火星探测船萤火一号（YH-1），预计乘坐俄罗斯的联盟号运载火箭升空，航程大约10个月。萤火一号主要研究火星的电离层及周围空间环境，火星磁场等。
2008年9月15日NASA发表了MAVEN任务，预计2013年以各种机器研究火星大气。[56]
芬兰、俄罗斯的合作计划MetNet包括数十个登陆器组成观测网，以研究大气结构、物理和天气。[57]这任务的前导任务将会于2011年先发射一至数个登陆器[58]，有可能是和火卫一-土壤号并在一起发射。[58]往后的发射会持续到2019年。
2016年ESA计划发射第一台火星车——ExoMars，它可挖掘两米深以寻找有机物甚至火星生命。[59]
2004年美国总统布什宣布载人火星任务为太空探索展望中的长期目标。[60]NASA和洛克希德·马丁已开始研究猎户座太空船，计划于2020年以前送人类到月球，作为人类登陆火星的准备。2007年9月28日，NASA执行长麦可·D·格里芬声明NASA预计于2037年以前送人类到火星。[61]
ESA希望于2030至2035年间送人类上火星。[62]而在这之前有其他探测任务，包括ExoMars和火星样本取回任务。
直达火星是罗伯·祖宾——火星协会的创始人和主席——提出的极低成本载人火星任务，使用重载的农神五号级火箭，如战神五号或太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰九号，省略轨道组装、低地轨道会合和月球燃料补给站而直接用小的太空船前往火星。修改后的计划，叫做Mars to Stay[1]，改成先不送回第一批登陆者，狄恩·尤尼克说明送回一开始的四到六人所花费用比送他们到火星还高，反而可再送二十人。[2]
根據過去資料顯示 除了美國發射的衛星成功以外 其他都是失敗告終....
而最近的
