3.轨道飞行器
美国的“水手-9”号是第一颗火星人造卫星，它于1971年11月14日进入火星轨道。两周后，两颗苏联卫星——“火星-2”号、“火星-3”号也抵达火星轨道。不幸的是，此时整个火星发生了罕见的沙尘暴，整个火星都被沙尘暴笼罩，只能看见几座最高的山峰（图3-7）。1972年，随着火星上沙尘暴的停息，“水手-9”号上搭载的照相机显示了一个不同的世界。照相机拍摄了大量分辨率从100米至几千米不等的照片，展示了火星地貌的多样性。火星上有太阳系中最高的山峰和最大的峡谷，干涸的河床，多层的极冠结构，由于风化作用形成的不同岩石结构和大量的坑地。1973年，“火星-4”号、“火星-5”号、“火星-6”号和“火星-7”号探测器飞往火星，它们大多以失败告终，但是传回了几十张高分辨率图像，以及其他有关火星大气层、电离层和火星邻近星际空间环境的一些数据。
图3-7 火星奥林匹斯山
1975年NASA发射了“海盗-1”号、“海盗-2”号，并各自带有一个着陆器。安装在“海盗”号上的照相机带来了更多的火星数据，当时图片总量达到了5万张，覆盖了火星地表面积的97%，而且部分图片是彩色的。继“海盗”号任务之后，火星探测中断了20年之久，直到1996年火星全球勘测者卫星进入火星轨道，火星探测才开启了一个新的阶段。
由8个轨道飞行器组成的“舰队”目前正在火星上方研究这颗红色星球。
·美国火星奥德赛轨道器（Mars Odyssey，2001年4月7日发射）
·欧洲火星快车（Mars Express，2003年6月2日发射）
·美国火星勘测轨道器（Mars Reconnaissance Orbiter，2005年8月12日发射）
·印度“曼加里安”号（Mars Orbiter Mission，2013年11月5日发射）
·美国火星大气与挥发物演化探测器（MAVEN，2013年11月18日发射）
·欧洲火星微量气体轨道器（Trace Gas Orbiter，2016年3月14日发射）
·阿联酋“希望”号（Hope，2020年7月19日发射）
·中国“天问-1”号（Tianwen-1，2020年7月23日发射）
尽管人类在火星人造卫星的帮助下取得了大量研究成果，但仍有一些问题存疑，这些问题的答案只有在火星上直接研究才有可能获得。因此，有必要发射着陆器或巡视器，在火星表面登陆，开展更为细致的研究。