المريخ  المِرِّيخ أو الكوكب الأحمر هو الكوكب الرابع من حيث البعد عن الشمس في النظام الشمسي وهو الجار الخارجي للأرض، متوسط المسافة بين الأرض والمريخ 140 مليون ميل (225 مليون كيلومتر)، ويصنف المريخ كوكبا صخريا، من مجموعة الكواكب الأرضية (الشبيهة بالأرض). أما اسمه بالعربية فهو مُشتق من كلمة أي صاحب البقع الحمراء، ويقال ثور أَمرخ أي به بقع حمراء، وأما مارس فهو اسم الإله الذي اتخذه الرومان للحرب، وأما لقب الكوكب الأحمر فسببه لون الكوكب المائل إلى الحمرة أو الاحمرار بفعل نسبة غبار أكسيد الحديد الثلاثي العالية على سطحه وفي جوه. يبلغ قطر المريخ حوالي 6792 كم (4220 ميل)، وهو بذلك مساو لنصف قطر الأرض وثاني أصغر كواكب النظام الشمسي بعد عطارد. تقدّر مساحته بربع مساحة الأرض. يدور المريخ حول الشمس في مدار يبعد عنها بمقدار 228 مليون كلم تقريبا، أي 1.5 مرة من المسافة الفاصلة بين مدار الأرض والشمس. يغطي الحوض القطبي الشمالي الأملس نصف الكرة الشمالي تقريباً 40% من الكوكب وقد يكون له تأثير كبير على الكوكب. المريخ له قمران، يسمّى الأول ديموس أي الرعب باللغة اليونانية والثاني فوبوس أي الخوف، وهما صغيران وغير منتظمي الشكل، ويمكن أن يكونا كويكبين قام بالتقاطهما، على غرار 5261 يوريكا، وهو طروادة مريخية.  تبلغ درجة حرارة السطح العليا 27 درجة مئوية والصغرى 133- درجة مئوية. ويتكون غلاف المريخ الجوي من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والآرغون وبخار الماء وغازات أخرى. رمز المريخ الفلكي هو ♂. الأيام والفصول السنوية مماثلة للفصول الموجودة في الأرض، لأن فترة الدوران وإمالة محور الدوران متشابهتان للغاية. يعتقد العلماء أن كوكب المريخ احتوى على الماء قبل 3.8 مليارات سنة، مما يجعل فرضية وجود حياة عليه متداولة نظرياً على الأقل. به جبال أعلى من مثيلاتها الأرضية ووديان ممتدة. وبه أكبر بركان في المجموعة الشمسية يطلق عليه اسم أوليمبس مونز تيمنا بجبل الأولمب. كما يوجد وادي مارينر والذي يعتبر أحد أكبر الأخاديد في المجموعة الشمسية.  يمكن بسهولة رؤية المريخ من الأرض بالعين المجردة، وكذلك تلوينه المحمر. تصل قوته الظاهرية إلى -2.94 والتي يتجاوزها فقط كوكب المشتري، والزهرة، وأيضا القمر، والشمس. قد يكون المريخ وفقًا لدراسة عالمين أمريكيين مجرد كوكب لم يستطع أن يتم نموه، بعد أن نجا من الاصطدامات الكثيرة بين الأجرام السماوية التي شهدها النظام الشمسي في بداية تكوينه والتي أدت لتضخم أغلب الكواكب الأخرى. وهذا يفسر صغر حجم المريخ مقارنة بالأرض أو بالزهرة. خلص العالمان إلى هذه النتيجة بعد دراسة استقصائية لنواتج الاضمحلال المشعة في النيازك.  يستضيف المريخ حاليًا 8 مركبات فضائية لا تزال تعمل، سِتٌّ منها في مدار حول الكوكب وهي مارس أوديسي ومارس إكسبريس ومارس ريكونيسانس أوربيتر ومافن ومانجاليان وتتبع الغاز المداري، واثنتان على سطح الكوكب وهما كيوريوسيتي روفر وبرسفرينس روفر. هناك تحقيقات مستمرة في إمكانات الحياة على المريخ، وكذلك إمكانية وجود حياة طويلة. يتم التخطيط لبعثات علم الفلك في المستقبل، بما في ذلك بعثة روفر (مارس 2020) وإكسو مارس.  لا يمكن أن توجد مياه سائلة على سطح المريخ بسبب انخفاض الضغط الجوي، والذي يقل عن 1% من الأرض، إلا في بعض الارتفاعات لفترات قصيرة. يبدو أن القمم الجليدية القطبية تحتوي على قدر كبير من الماء. سيكون حجم جليد الماء بالقطب الجنوبي، إذا تم ذوبانه كافيًا لتغطية سطح الكوكب حتى عمق 11 متر (36 قدم). في نوفمبر 2016م، أبلغت ناسا عن العثور على كمية كبيرة من الجليد تحت الأرض في منطقة يوتوبيا بلانيتيا في المريخ. قدّر حجم المياه المكتشفة بأنه يعادل حجم المياه في بحيرة سوبيريور.  تزيد مساحة المريخ قليلا عن رُبع مساحة الأرض (28.4% من مساحة الأرض)، وهي ما تقل قليلا عن مساحة اليابسة على الأرض، أيضا تختلف كثافة المريخ عن الأرض، حيث يمثل حجمه حوالي 15% من حجم الأرض بينما كتلته تعادل عُشر كتلة الأرض (11% من كتلة الأرض)، كما أن الجاذبية السطحية مقارنةً بالأرض حوالي 38%، ويبلغ الضغط الجوي على سطح المريخ 0.75% من الضغط الجوي على الأرض، لذا نرى أن المجسّات الآلية التي قامت وكالة الفضاء الأمريكية بإرسالها لكوكب المريخ، تُغلّف بكُرة هوائية لامتصاص الصدمة عند الارتطام بسطح كوكب المريخ.  المظهر الأحمر البرتقالي لسطح المريخ ناجم عن أكسيد الحديد الثلاثي أو الصدأ، وتشمل الألوان الشائعة الأخرى السطحية للون المريخ اللون الذهبي والبني والأسمر والأخضر، اعتمادًا على المعادن الموجودة.  يتكون هواء المريخ من 95% ثنائي أكسيد الكربون، 3% نيتروجين، 1.6% أرجون، وجزء بسيط من الأكسجين والماء. وفي العام 2000م، توصّل الباحثون لنتائج توحي بوجود حياة على كوكب المريخ بعد معاينة قطع من نيزك عثر عليه في القارة المتجمدة الجنوبية، وتم تحديد أصله من كوكب المريخ نتيجة مقارنة تكوينه المعدني وتكوين الصخور التي تمت معاينتها من المركبات فيكينغ 1 و2، حيث استدلّ الباحثون على وجود أحافير مجهرية في النيزك. ولكن تبقى الفرضية آنفة الذكر مثاراً للجدل دون التوصل إلى نتيجة أكيدة بوجود حياة في الماضي على كوكب المريخ.  يعتبر المريخ كوكب صخري ومعظم سطحه أحمر إلا بعض البقع ذات اللون الأغمق بسبب تربته وصخوره، والغلاف الجوي لكوكب المريخ قليل الكثافة ويتكون أساساً من ثاني أكسيد الكربون وكميات قليلة من بخار الماء وجو المريخ أبرد من الأرض، وتبلغ السنة على المريخ 687 يومًا أرضيًا.  جدول يوضح الفوارق بين خصائص كوكب المريخ والأرض:  حدث للمريخ تمامًا ما حدث للأرض من تمايز أو تباين، والمقصود بالتمايز هُنا العملية التي ينتج عنها اختلاف في كثافة ومكونات كل طبقة من طبقات الكوكب بحيث يكون قلب أو لُب الكوكب عالي الكثافة وما فوقه أقل منه في الكثافة. النموذج الحالي لكوكب المريخ ينطوي على التالي: القلب يمتد لمسافة يبلغ نصف قطرها 1794 ± 65 كيلومتر (1115 ± 40 ميل)، وهي تتكون أساسًا من الحديد والنيكل والكبريت بنسبة 16-17%. هذا القلب المكون من كبريتات الحديد سائل جزئيًا، وتركيزه ضعف تركيز باقي المواد الأخف الموجودة في القلب. يحاط هذا القلب بدثار من السليكات والتي تُكوّن العديد من المظاهر التكتونية والبركانية على الكوكب إلا أنها الآن تبدو كامنة. بجانب السيليكون والأكسجين، فإن أكثر العناصر انتشارًا في قشرة كوكب المريخ هي الحديد والألومنيوم والماغنسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم.  يبلغ متوسط سماكة قشرة كوكب المريخ 50 كيلومتر (31 ميل) وأقصى ارتفاع 125 كيلومتر (78 ميل)، في حين أن قشرة الأرض تبلغ سماكتها 40 كم (25 ميل)، وهذا السُمك بالنسبة لحجم الأرض يعادل ثلث سماكة قشرة كوكب المريخ بالنسبة إلى حجمه.  في عام 2016، قامت مركبة الفضاء إنسايت بتحليل الكوكب باستخدام جهاز مقياس الزلازل لتحدد نموذج للتركيب الداخلي للكوكب بصورة أفضل، وفي 26 نوفمبر 2018م، وبعد رحلة بلغت 485 مليون كم (301 مليون ميل) هبطت المركبة بنجاح على سطح المريخ في منطقة إيليزيوم بلانيتيا في تمام الساعة 7:53 مساء بتوقيت غرينتش، حيث سينشر مقياس الزلازل ويحفر حُجرًا لمسبار الحرارة. سيقوم أيضًا بتنفيذ سلسلة من تجارب العلوم الراديوية لاستكمال دراسات البنية الداخلية ودوران المريخ.  تتكون تضاريس المريخ بحكم كونه كوكب أرضي من معادن تحتوي على السيليكون والأكسجين وغيرها من العناصر التي تشكل عادة الصخور. يتكون سطح المريخ بشكل أساسي من البازلت والثولييتي، على الرغم من أن الكوكب غني بالسيليكا أكثر من البازلت وقد تكون مشابهة لصخور الأنديزيت على الأرض أو زجاج السيليكا. تشمل أجزاء من المرتفعات الجنوبية كميات قابلة للاكتشاف من بيروكسينات عالية الكالسيوم. عُثِر على تركيزات عالية من معدني الهيماتيت وأوليفين. يُغطَّى جزء كبير من السطح بغبار أكسيد الحديد الثلاثي.  حظى المريخ بالكثير من الاهتمام العلمي، ففي حين يتكون الجزء الشمالي من الكوكب من سهول الحمم البركانية، وتقع البراكين العملاقة على هضبة تارسيس وأشهرها على الإطلاق أوليمبوس مون وهو بدون شك أكبر بركان في المجموعة الشمسية، نجد أن الجزء الجنوبي من كوكب المريخ يتمتّع بمرتفعات شاهقة، ويبدو على المرتفعات آثار النيازك والشّهب التي ارتطمت على تلك المرتفعات. يغطي سهول كوكب المريخ الغبار والرمل الغني بأكسيد الحديد ذو اللون الأحمر. تغطّي بعض مناطق المريخ أحيانا طبقة رقيقة من جليد الماء. في حين تغطي القطبين طبقات سميكة من جليد مكون من ثاني أكسيد الكربون والماء المتجمّد. تجدرالإشارة أن أعلى قمّة جبلية في النظام الشمسي هي قمّة جبل «أوليمبوس» والتي يصل ارتفاعها إلى 25 كم. أمّا بالنسبة للأخاديد، فيمتاز الكوكب الأحمر بوجود أكبر أخدود في النظام الشمسي، ويمتد الأخدود «وادي مارينر» إلى مسافة 4000 كم، وبعمق يصل إلى 7 كم.  المريخ لديه مجال جاذبية إلا أنه ليس لديه مجال مغناطيسي، تظهر أجزاء من قشرة الكوكب ممغنطة، مما يشير إلى حدوث انعكاسات قطبية متناوبة لحقل ثنائي القطب في الماضي. تشبه هذه المغناطيسية من المعادن الحساسة مغناطيسيًا التيارات الموجودة بقاع المحيطات على الأرض. إحدى النظريات، التي نُشرت في عام 1999م وأعيد فحصها في أكتوبر 2005م، تشير إلى نشاط تكتوني صفيحي على المريخ قبل أربعة مليارات سنة، قبل توقف دينامو الكواكب عن العمل ومغناطيس الكوكب المغناطيسي قد تلاشى.  يُعتقد أنه خلال تكوين النظام الشمسي، تم إنشاء المريخ كنتيجة لعملية عشوائية من تراكم المواد المتراكمة من القرص الكوكبي الأولي الذي يدور حول الشمس. المريخ لديه العديد من الميزات الكيميائية المميزة الناجمة عن موقعه في النظام الشمسي. العناصر التي تحتوي على نقاط غليان منخفضة نسبيًا، مثل الكلور والفوسفور والكبريت، أكثر شيوعًا على المريخ من الأرض؛ ربما دُفِعَت هذه العناصر إلى الخارج بواسطة الرياح الشمسية.  بعد تكوين الكواكب، تعرض الجميع لما يسمى «قصف شديد متأخر». يُظهر حوالي 60% من سطح المريخ سجلًا للتصادمات الناتجة عن تلك الفترة، في حين أن الجزء الأكبر من السطح المتبقي ربما يكون محاطًا بأحواض صدمات ضخمة ناجمة عن تلك الأحداث. هناك دليل على وجود حوض صدمات ضخم في نصف الكرة الشمالي للمريخ، ويمتد على مساحة 10,600 في 8,500 كم (6,600 في 5,300 ميل)، أو ما يقرب من أربعة أضعاف حجم حوض القطب الجنوبي للقمر (حوض أيتكين)، ويعتبر أكبر حوض صدمي تم اكتشافه حتى الآن. تقترح هذه النظرية أن المريخ قد تعرض لصدمة من كوكب أو كويكب بحجم بلوتو منذ حوالي أربعة مليارات سنة. ويُعتقد أنه سبب انقسام المريخ من نصف الكوكب، مما أدى إلى إنشاء حوض القطب الشمالي الأملس والمعروف أيضًا باسم حوض بورياليس الذي يغطي 40% من الكوكب. يمكن تقسيم التاريخ الجيولوجي للمريخ إلى عدة فترات، ولكن فيما يلي الفترات الأولية الثلاثة:   النشاط الجيولوجي لا يزال يحدث على سطح المريخ. أثاباسكا فاليس هي موطن لتدفقات الحمم البركانية الشبيهة بحوالي 200 مليون سنة. في 19 فبراير 2008م، أظهرت صور من المريخ دليلًا على انهيار جليدي من جرف يبلغ ارتفاعه 700 متر (2,300 قدم).  أظهرت البيانات التي وصلت من مسبار الفضاء فينيكس أن تربة المريخ قلوية قليلًا وتحتوي على مواد مثل المغنسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والكلور، هذه المغذيات موجودة في الحدائق على الأرض، وهي ضرورية لنمو النباتات. وأظهرت التجارب التي أجراها مسبار الفضاء أن تربة المريخ لها تركيز هيدروجيني 8.3 وربما تحتوي على آثار لملح البيركلوريك.  قال سام كونافيس كبير الخبراء المختصين بمختبر كيمياء الموائع الموجود على فينيكس للصحفيين   أظهرت التجارب السابقة بأن تربة المريخ لها درجة حموضة أساسية تبلغ 7.7، وتحتوي على 0.6% من بيركلورات الملح، ويعتبر تركيز عالي جدًا ويجعل تربة المريخ سامة.  الأخاديد كثيرة بالمريخ وتظهر مناطق جديدة على المنحدرات الشديدة والأحواض والوديان. الأخاديد معتمة في بداياتها وأصبحت أفتح مع الزمن. يمكن أن تبدأ الأخاديد في منطقة صغيرة، ثم تنتشر لمئات الأمتار. الانهيارات الثلجية ينظر إليها الآن على أنها متصلة مع بعضها البعض. طرحت تفسيرات أخرى عديدة، بما في ذلك تلك التي تنطوي على الماء أو حتى نمو الكائنات الحية.  توجد المياه على سطح المريخ غالبًا في صورة جليد ويمثل الغطاء الجليدي في القطب الشمالي والجنوبي للكوكب معظم الجليد الموجود على سطح المريخ، يوجد أيضًا بعض الجليد في صخور القشرة المريخية. كما توجد نسبة ضئيلة من بخار الماء في الغلاف الجوي للكوكب والتي تقل عن 1% من سطح الأرض، إلا في الارتفاعات البسيطة لفترات قصيرة.  يرجع وجود الماء في صورة جليدية إلى الظروف المناخية للمريخ حيث درجات الحرارة المنخفضة جدًا والتي تؤدي إلى تجمد المياه الفوري. مع ذلك فقد أكدت الدراسات أن الوضع على سطح المريخ كان مختلفا كثيرا عما هو عليه الآن ولربما كان يشبه كوكب الأرض حيث كانت توجد المياه السائلة في مساحات كبيرة من سطح الكوكب مما أدى إلى تشكيل المحيطات مثل الموجودة الآن على سطح الأرض.  توجد الكثير من الدلائل المباشرة وغير المباشرة على هذه النظرية، منها التحليلات الطيفية لسطح تربة المريخ وأيضا الغطائين القطبيين الجليديين وأيضًا وجود الكثير من المعادن في قشرة المريخ والتي ارتبط وجودها علي سطح الأرض بوجود المياه. منها أكسيد الحديد وأكسيد الكبريت والجوثايت ومركبات السيليكا.  سيكون حجم جليد الماء في الغطاء الجليدي للقطب الجنوبي، إذا تم ذوبانه كافيًا لتغطية كامل سطح الكوكب بارتفاع 11 مترًا (36 قدمًا). تمتد الطبقة الصقيعية من القطب الجنوبي إلى خطوط العرض 60 درجة تقريبًا.  لقد ساعدت كثيرًا مركبات ورحلات الفضاء غير المأهولة إلى المريخ في دراسة سطح الكوكب وتحليل تربته وغلافه الجوي. ومن أكثر المركبات التي ساعدت على تصوير سطح المريخ بدقة عالية وتحليل سطح الكوكب مركبة مارس ريكونيسانس أوربيتر بفضل وجود الكاميرا عالية الجودة هايرايز، كما كشفت عن فوهات البراكين المتآكلة ومجاري الأنهار الجافة والأنهار الجليدية. كما كشفت الدراسات الطيفية بأشعة غاما عن وجود الجليد تحت سطح تربة المريخ. أيضا، كشفت الدراسات بالرادار عن وجود الجليد النقي في التشكيلات التي يعتقد أنها كانت أنهار جليدية قديمة. المركبة الفضائية فينيكس التي هبطت قرب القطب الشمالي صورت الجليد وهو يذوب، وأيضاً تساقط الثلوج، واكتشفت حتى قطرات من الماء السائل.  في عام 2005م، كشفت البيانات عن وجود كميات كبيرة من جليد الماء في القطبين وأيضًا في (نوفمبر 2008م) عند خطوط العرض الوسطى للكوكب. قامت المركبة سبيريت بأخذ عينات تحتوي على جزيئات الماء في مارس 2007م. كما قام المسبار فينيكس بأخذ عينات مباشرة من جليد الماء الموجودة في تربة المريخ الضحلة في 31 يوليو 2008م.  في 18 مارس 2013م، أبلغت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا عن وجود أدلة على ترطيب المعادن، وأيضًا وجود كبريتات الكالسيوم المميتة على الأرجح، في العديد من عينات الصخور بما في ذلك الأجزاء المكسورة من صخور «تينتينا» و«سوتون» وكذلك في صخور أخرى مثل صخرة "كنور" وصخرة «فيرنيك». قدم التحليل باستخدام DAN الخاصة بالمركبة سبيريت دليلًا على وجود مياه سطحية، تصل إلى 4% من محتوى الماء، وصولًا إلى عمق 60 سم (24 بوصة)، خلال اجتياز المركبة على موقع إلى منطقة خليج يلونايف في تضاريس غلينلغ.  في سبتمبر 2015م، أعلنت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا على وجود تدفق للمياه المالحة على سلالات المنحدرات المتكررة، استنادًا إلى قراءات مطياف المناطق المظلمة للمنحدرات. قدمت هذه الملاحظات تأكيدًا للفرضيات السابقة استنادًا إلى توقيت التكوين ومعدل نموها، أن هذه الخطوط المظلمة نتجت عن تدفق المياه في السطح الضحل. تحتوي الشرائط على أملاح رطبة وبيركلورات تحتوي على جزيئات الماء في تركيبتها البلورية. تتدفق الشرائط إلى الأسفل في فصل الصيف في المريخ، عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 23 درجة مئوية، وتتجمد في درجات حرارة منخفضة.  هناك دليل إضافي على أن الماء السائل كان موجودًا على سطح المريخ في السابق، بسبب وجود بعض المعادن مثل الهيماتيت والجوثيت، وكلاهما يتشكلان أحيانًا بوجود الماء. في عام 2004، اكتُشِف معدن الجاروسيت. حيث أن هذا المعدن يتشكل فقط في وجود الماء الحمضي، مما يدل على أن الماء كان موجودًا في السابق على سطح المريخ. يأتي أحدث دليل على وجود الماء السائل اكتشاف معدن الجبس على سطح المريخ بواسطة «مارس روفر» في ديسمبر 2011. تشير التقديرات إلى أن كمية المياه في الجزء العلوي للمريخ، ممثلة بالهيدروكسيد في معادن جيولوجيا المريخ، تساوي أو أكبر من الأرض عند 50-300 جزء في المليون من الماء، وهو ما يكفي لتغطية الكوكب بأكمله إلى عمق .  يشتبه العلماء في أن معظم السهول الشمالية المنخفضة للكوكب كانت مغطاة بعمق مئات الأمتار من المحيط، على الرغم من أن هذا لا يزال مثيرًا للجدل. في مارس 2015م، ذكر العلماء أن مثل هذا المحيط قد يكون بحجم المحيط القطبي الشمالي للأرض. هذه النتيجة مشتقة من نسبة الماء من الديوتيريوم في جو المريخ الحديث مقارنة بتلك النسبة على الأرض. تبلغ كمية الديوتيريوم في المريخ ثمانية أضعاف الكمية الموجودة على الأرض، مما يشير إلى أن المريخ القديم كان به مستويات مياه أعلى بكثير. النتائج التي توصلت إليها المركبة كيوريوسيتي روفر قد وجدت سابقًا نسبة عالية من الديوتيريوم في فوهة غيل، على الرغم من أنها ليست بدرجة مرتفعة تكفي للإشارة إلى وجود محيط بالسابق. يحذر علماء آخرون من أن هذه النتائج لم تُؤكد، ويشيرون إلى أن نماذج مناخ المريخ لم تظهر بعد أن الكوكب كان دافئًا بدرجة كافية في الماضي لدعم مسطحات الماء السائل.  بالقرب من الغطاء القطبي الشمالي يوجد 81.5 كيلومترًا (50.6 ميل) من الكوروليف (فوهة المريخ)، حيث اكتُشف أن مدار كوكب المريخ مليء بحوالي 2200 كيلومتر مكعب (530 متر مكعب) من الجليد المائي. تقع أرضية الحفرة على بعد حوالي كيلومترين (1.2 ميل) أسفل الحافة، وتغطيها تل مركزي بعمق 1.8 كيلومتر (1.1 ميل) من الجليد المائي الدائم، ويصل قطره إلى 60 كم (37 ميل).  في فبراير 2020، وجد أن الخطوط المظلمة التي تسمى الخط المنحدر المتكرر (RSL)، والتي تظهر بشكل موسمي، ناتجة عن تدفق المياه المالحة لبضعة أيام سنويًا.  لدى المريخ غطائان من الغطاء القطبي تتواجد بشكل دائم. يسبب الغطاء القطبي ترسب بنسبة 25-30% من الغلاف الجوي. تنقل هذه التغيرات الموسمية كميات كبيرة من بخار الماء، مما يؤدي إلى صقيع يشبه الأرض وغيوم كبيرة من السحب. صورت غيوم من الجليد من قبل المركبة أبورتيونيتي في عام 2004م.  يشكل الغطاء القطبي في كلا القطبين (70%) بشكل أساسي من جليد الماء. يتراكم ثاني أكسيد الكربون المجمد كطبقة رقيقة نسبيا يبلغ سمكها حوالي متر واحد على الغطاء الشمالي في الشتاء الشمالي فقط، في حين أن الغطاء الجنوبي له غطاء جليدي دائم يبلغ سمكه حوالي ثمانية أمتار. يتخلل هذا الغطاء القطبي الجاف الدائم في القطب الجنوبي حفر أرضية مسطحة، ضحلة، دائرية تقريبًا والتي تتوسع بمعدل متر سنويًا؛ هذا يشير إلى أن غطاء ثاني أكسيد الكربون الدائم فوق جليد الماء في القطب الجنوبي يتدهور بمرور الوقت.  يبلغ قطر الغطاء القطبي الشمالي حوالي 1000 كم (620 ميل) خلال صيف المريخ الشمالي، ويحتوي على حوالي 1.6 مليون كيلومتر مكعب (380,000 متر مكعب) من الجليد، والذي إذا تم نشره بالتساوي على الغطاء، فسيكون بسمك 2 كم (1.2 ميل). (يُقارن هذا بحجم 2.85 مليون كيلومتر مكعب (680,000 متر مكعب) للغطاء الجليدي في جرينلاند.) يبلغ قطر الغطاء القطبي الجنوبي 350 كم (220 ميل) وسمك 3 كم (1.9 ميل).  يقدر إجمالي حجم الجليد في الغطاء القطبي الجنوبي بالإضافة إلى الرواسب ذات الطبقات المجاورة بنحو 1.6 مليون كيلومتر مكعب. تظهر كلتا القبعتان القطبيتان قاع حلزوني والذي أظهره التحليل الأخير لاختراق الجليد أنه نتيجة رياح سفحية هابطة حلزونية بسبب تأثير كوريوليس.  ينتج عن الصقيع الموسمي للمناطق القريبة من الغطاء الجليدي الجنوبي تشكيل ألواح شفافة من الثلج الجاف بسمك 1 متر فوق سطح الأرض. مع قدوم الربيع، تسخن أشعة الشمس تحت السطح والضغط من التسامي ثاني أكسيد الكربون الذي يتراكم تحت لوح وتمزيقه في نهاية المطاف. هذا يؤدي إلى ثوران يشبه السخان في غاز ثاني أكسيد الكربون المخلوط بالرمال البازلتية الداكنة أو الغبار. هذه العملية سريعة، لوحظ حدوثها في غضون بضعة أيام أو أسابيع أو أشهر، وهو معدل تغير غير عادي إلى حد ما في الجيولوجيا خاصة بالنسبة إلى المريخ. يحفر الغاز الذي يندفع أسفل اللوح إلى موقع السخان نمطًا يشبه العنكبوت من القنوات الشعاعية تحت الجليد، حيث تمثل العملية المكافئ المقلوب لشبكة التآكل التي تشكلها المياه التي يتم تصريفها عبر ثقب واحد.  قام كلاً من يوهان هاينريش فون وفيلهلم بير، بإثبات معظم ملامح سطح المريخ وكانت أدقها أثناء دوران الكوكب. في عام 1840م، قام مادلر ولمدة عشر سنوات بجمع الملاحظات ورسم أول خريطة للمريخ. بدلًا من إعطاء أسماء للعلامات المختلفة، قام فيلهلم بير ومادلر بتسميتها بحروف؛ حيث كان ميريديان باي (سينوس ميريديان) يرمز له بالحرف «أ».  اليوم تتم التسمية على المريخ من مجموعة متنوعة من المصادر. تتم تسمية ميزات البيدو للأساطير الكلاسيكية. تم تسمية الحفر التي يزيد حجمها عن 60 كم للعلماء والكتاب المتوفين وغيرهم ممن ساهموا في دراسة المريخ. تم تسمية الحفر التي تقل مساحتها عن 60 كم للمدن والقرى في العالم التي يبلغ عدد سكانها أقل من 100000. تتم تسمية الأودية الكبيرة لكلمة «المريخ» أو «النجم» بلغات مختلفة؛ تم تسمية الأودية الصغيرة بالأنهار.  تحتفظ ميزات البيدو الكبيرة بالعديد من الأسماء القديمة، ولكن يتم تحديثها غالبًا لتعكس معرفة جديدة بطبيعة الميزات. على سبيل المثال (جبل أوليمبوس). ينقسم سطح المريخ كما يظهر من الأرض إلى نوعين من المناطق، مع اختلاف البياض. كان يُنظر إلى سهول النخيل المغطاة بأتربة ورمال غنية بأكاسيد الحديد المحمر على أنها «قارات» المريخ وأعطيت أسماءًا مثل:  كان يُظن أن المظاهر المظلمة هي البحار، ومن هنا جاءت تسميتها ماري إريثرايوم وماري سيرينوم وأوروراي سينوس وجميعها مناطق مظلمة.  يتم تعريف خط الاستواء للمريخ بالتناوب، ولكن تم تحديد موقع خط الطول الرئيسي، كما كان موقع الأرض (عند غرينتش)، باختيار نقطة تعسفية؛ اختار فيلهلم بير ومادلر خطًا لخرائطهم الأولى للمريخ في عام 1830م. بعد أن قدمت المركبة الفضائية مارينر 9 صورًا شاملة للمريخ في عام 1972م، ظهرت فوهة صغيرة (سميت لاحقًا هوائي-0)، وتقع في التجويف ميريديان تم اختيار «خليج ميريديان» لتعريف خط الطول 0.0 درجة ليتزامن مع التحديد الأصلي.  لا يوجد على سطح المريخ محيطات مائية، وبالتالي لا يوجد «مستوى سطح البحر» على الكوكب، لذا يجب تحديد سطح ارتفاع صفري كمستوى مرجعي. تم تعريف الارتفاع الصفري بالارتفاع الذي يبلغ فيه الضغط الجوي 610.5 باسكال (6.105 بار). يتوافق هذا الضغط مع النقطة الثلاثية للمياه، وهو حوالي 0.6% من الضغط السطحي لمستوى سطح البحر على الأرض. في الممارسة العملية، يتم تعريف هذا السطح اليوم مباشرة من قياسات الجاذبية الفضائية.  لأغراض رسم الخرائط، يقسم المسح الجيولوجي للولايات المتحدة سطح المريخ إلى ثلاثين خريطة ثلاثية، كل منها يحمل اسم ميزة البياض الكلاسيكية التي يحتوي عليها. يمكن رؤية الرباعيات واستكشافها عبر خريطة الصور التفاعلية أدناه: تعتبر طبوغرافيا المريخ ملفته للنظر حيث السهول الشمالية التي أنشأتها تدفقات الحمم البركانية تتناقض مع المرتفعات الجنوبية، وتحفرها آثار الحفريات القديمة. قدمت الأبحاث في عام 2008م أدلة بشأن نظرية مقترحة في عام 1980م تفترض أنه قبل أربعة مليارات سنة أصيب نصف الكرة الشمالي للمريخ بجسم يتراوح ما بين عُشر إلى ثلثي حجم قمر الأرض. إذا تم التحقق من صحته فسيجعل هذا النصف الشمالي من المريخ موقعًا لحفرة صدمية تبلغ 10.600 كيلومترًا على مساحة 8,500 كيلومتر (6,600 في 5,300 ميل)، أو تقريبًا مساحة أوروبا وآسيا وأستراليا، متجاوزةً حوض أيتكين كأكبر حفرة تأثير في النظام الشمسي.  يوجد العديد من الحفر على سطح المريخ، حيث تم العثور على ما مجموعه 43000 حفرة يبلغ قطرها 5 كم (3.1 ميل) أو أكبر. وأكبر هذه العناصر المؤكدة هو حوض هيلاس، وهو مميز بالضوء الأبيض المرئي بوضوح من الأرض. بسبب الكتلة الأصغر للمريخ، فإن احتمال تصادم كائن مع الكوكب هو حوالي نصف احتمال وجود كوكب الأرض. يقع المريخ بالقرب من حزام الكويكبات، لذلك لديه فرصة متزايدة لصدمته بمواد من هذا المصدر. من المرجح أن يصطدم المريخ بمذنبات قصيرة الأجل، أي تلك التي تقع داخل مدار كوكب المشتري. على الرغم من ذلك، هناك عدد أقل بكثير من الحفر على سطح المريخ مقارنة بالقمر، لأن جو المريخ يوفر الحماية ضد الشهب الصغيرة وعمليات المسح السطحي قد أدت إلى محو بعض الحفر.  يمكن أن يكون للحفر المريخية مورفولوجيا تشير إلى أن الأرض أصبحت رطبة بعد تأثير النيزك.  بركان جبل أوليمبوس هو بركان خامد في منطقة المرتفعات الشاسعة ثارسيس، والتي تحتوي على العديد من البراكين الكبيرة الأخرى. جبل أوليمبوس يقارب من ثلاثة أضعاف ارتفاع جبل إفرست، والذي يبلغ في المقابل ما يزيد قليلا عن 8.8 كم (5.5 ميل). إنه إما أطول أو ثاني أعلى جبل في المجموعة الشمسية، وهذا يتوقف على كيفية قياسه، مع وجود مصادر متنوعة تعطي أرقامًا تتراوح من حوالي 21 إلى 27 كم (13 إلى 17 ميل).  وادي «فاليس ماريناريس» والذي يعد أكبر الأودية على سطح المريخ، حيث يبلغ طوله 4000 كم (2,500 ميل) وعمق يصل إلى 7 كم (4.3 ميل). طول فاليس ماريناريس يعادل طول أوروبا ويمتد عبر خمس محيط المريخ. بالمقارنة يبلغ طول جراند كانيون على الأرض 446 كم (277 ميل) فقط وعمق 2 كم (1.2 ميل). تم تشكيل فاليس ماريناريس بسبب تضخم منطقة ثارسيس، مما تسبب في انهيار القشرة في منطقة فاليس ماريناريس.  كشفت صور من نظام التصوير الحراري للانبعاثات (تيميس) على متن مركبة فضائية تدور حول المريخ «أوديسا» في ناسا عن سبعة مداخل كهفية محتملة على جوانب بركان أرسيا مونس. الكهوف التي سميت على أسماء مكتشفيهم معروفة مجتمعة باسم «الأخوات السبع». يصل طول مداخل الكهف من 100 إلى 252 مترًا (328 إلى 827 قدم) ويقدر عمقها ما بين 73 إلى 96 مترًا (240 إلى 315 قدم).  نظرًا لأن الضوء لا يصل إلى أرضية معظم الكهوف، فمن الممكن أن تمتد أعمق بكثير من هذه التقديرات الأدنى وتتسع تحت السطح. «دينا» هو الاستثناء الوحيد؛ قاعها مرئي وقياسه 130 متر (430 قدم). قد تكون المناطق الداخلية لهذه الكهوف محمية من نيازك مكروئية والأشعة فوق البنفسجية والتوهجات الشمسية وجزيئات الطاقة العالية التي تقصف سطح الكوكب.  فقد المريخ غلافه المغناطيسي منذ 4 مليارات عام، ربما بسبب العديد من ضربات الاصطدامات بالكوكب، وبالتالي تتأثر الرياح الشمسية مباشرة مع أيونوسفير المريخ، مما يقلل من كثافة الغلاف الجوي عن طريق تجريد الذرات من الطبقة الخارجية. اكتشف كل من مسح مارس العالمي ومارس إكسبريس جزيئات الغلاف الجوي المؤينة التي تتدفق إلى الفضاء خلف المريخ، ويتم دراستها بواسطة مافن (مسبار). يتراوح الضغط الجوي على السطح اليوم من 30 باسكال (0.030 كيلو باسكال) على جبل أوليمبوس إلى أكثر من 1,155 باسكال (1.155 كيلو باسكال) في هيلاس بلانيتيا، مع متوسط ضغط عند مستوى السطح 600 باسكال (0.60 كيلو باسكال).  أعلى كثافة في الغلاف الجوي على سطح المريخ تساوي تلك الموجودة على ارتفاع 35 كم (115000 قدم) فوق سطح الأرض. متوسط ضغط السطح الناتج هو فقط 0.6% من ضغط الأرض (101.3 كيلو باسكال).  يبلغ ارتفاع الغلاف الجوي حوالي 10.8 كم (35000 قدم)، وهو أعلى من الأرض والتي تبلغ 6 كم (20000 قدم)، لأن جاذبية سطح المريخ لا تتجاوز 38% من الأرض، وهذا التأثير يقابله كلاهما انخفاض درجة الحرارة و50% أعلى متوسط الوزن الجزيئي للغلاف الجوي للمريخ.  يتكون الغلاف الجوي للمريخ من حوالي 96% من ثاني أكسيد الكربون و1.93% من الأرجون و1.89% من النيتروجين إلى جانب آثار الأكسجين والماء. الغلاف الجوي مترب (غبار) للغاية، ويحتوي على جزيئات يبلغ قطرها حوالي 1.5 ميكرون والتي تمنح سماء المريخ لونًا باهتًا عند رؤيته من السطح. قد يستغرق تدرج اللون الوردي بسبب جزيئات أكسيد الحديد المعلقة فيه. لقد كانت أول الأخبار عن جو المريخ من سلسلة رحلات مارينر 3 ومارينر 4، حيث تم التأكيد على أن للكوكب غلاف الجوي رقيق جداً يصل إلى 0.01 بالنسبة لغلاف الأرض الجوي. يتألف هذا الجو الرقيق من CO في أغلبه حيث تصل نسبته إلى 95% من مكوناته. ثم تم تحليل مكونات الجو بواسطة المركبة فايكينغ 1 لنصل إلى خلاصته عن تركيب الجو وهي كما في الجدول:  نلاحظ من الجدول أن نسبة بخار الماء في الجو ضئيلة جداً مما يجعل الجو جافاً. ولكن بسبب برودة سطح الكوكب فإن كمية بخار الماء الضئيلة هذه تكفي لإشباعه. ومع استمرارية انخفاض درجة الحرارة دون درجة الندى تبدأ الغازات وخاصة CO بالتكاثف والتجمد والسقوط على سطح الكوكب. وتم رصد عواصف محلية على السطح وهي عبارة عن هبوب رياح قوية تتحرك بسرعة وتكون غيوم غبارية وزوابع تدور على السطح وتنقل التربة من مكان إلى آخر. وهذه الرياح التي تعصف على الكوكب لها كما على الأرض دورة رياح يومية ودورة موسمية. ولها تأثير كبير في عمليات الحت والتجوية على سطح الكوكب. ولأن كثافة الجو 2% من كثافة جو الأرض يجب أن تكون قوة الرياح أكبر بحوالي 7 إلى 8 مرات من قوة الرياح الأرضية حتى تستطيع أن تثير وتحمل الغبار وتكون زوابع. فالرياح الأرضية بسرعة 24 كلم بالساعة تثير هذه العواصف أما على المريخ فنحتاج إلى رياح بسرعة 180 كلم بالساعة لتقوم بمثل هذه العواصف. حيث تحمل الرياح الرمال من مكان وتلقيها في مكان آخر. فنجد لها امتداداً واضحاً على سطح الكوكب. وعندما تثور كمية من الغبار فإن العاصفة تحافظ على بقائها بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حركية ريحية، حيث تمتص الطاقة من الإشعاع الشمسي وتسخن الجو وتزيد من سرعة الرياح. ولعدم وجود ماء بالجو فإن الغبار يبقى عالقاً لعدة أسابيع قبل أن يستقر على السطح ثانيةً. ومن الغريب أن هذه الرياح تعصف بهدوء ومن دون أصوات فلا ينطبق عليها أصوات العواصف الهادرة الأرضية.  تم اكتشاف الميثان في الغلاف الجوي للمريخ؛ حيث يوجد في أعمدة ممتدة، وتشير الأبحاث إلى أن الميثان يتم إطلاقه من مناطق منفصلة. يتقلب تركيز الميثان من حوالي 0.24 جزء في المليون خلال فصل الشتاء الشمالي إلى حوالي 0.65 جزء في المليون خلال فصل الصيف.  تتراوح تقديرات العمر بين 0.6 و4 سنوات، لذلك يشير وجوده إلى وجود مصدر نشط للغاز. يمكن إنتاج الميثان عن طريق عملية غير بيولوجية، مثل سربنتينيت الذي يشتمل على الماء وثاني أكسيد الكربون وأوليفين المعدن، والذي يُعرف بأنه شائع في المريخ.  تعد أشكال الحياة الميكروبية الميثانية المنشأ في باطن الأرض من بين المصادر المحتملة. ولكن حتى لو حددت مهمة مارس إكسبريس أن حياة المريخ المجهرية هي مصدرها الميثان، فمن المحتمل أن تكون أشكال الحياة موجودة أسفل السطح بعيدًا عن إمكانيات مارس إكسبريس.  في عام 1994م، رصد توهجٌ بالأشعة فوق البنفسجية في المريخ من قبل وكالة الفضاء الأوروبية بواسطة المركبة مارس إكسبريس حيث يأتي من «المظلات المغناطيسية» في نصف الكرة الجنوبي. لا يحتوي المريخ على مجال مغناطيسي عالمي توجه الجزيئات المشحونة التي تدخل الغلاف الجوي. للمريخ حقول مغناطيسية متعددة الشكل على شكل مظلة في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، وهي من بقايا مجال عالمي تلاشى منذ مليارات السنين.  في أواخر ديسمبر 2014م، اكتشفت المركبة الفضائية مافين التابعة لناسا أدلة على الشفق القطبي الواسع النطاق في نصف الكرة الشمالي للمريخ وانحدرت إلى خط العرض حوالي 20-30 درجة شمال خط الاستواء للمريخ. اخترقت الجسيمات التي تسببت في الشفق في الغلاف الجوي للمريخ، مما خلق الشفق القطبي على بعد 100 كيلومتر فوق السطح، ويتراوح الشفق بين الأرض من 100 كم إلى 500 كم فوق السطح. تتسرب الحقول المغناطيسية في الرياح الشمسية فوق المريخ، إلى الغلاف الجوي، وتتبع الجزيئات المشحونة خطوط المجال المغناطيسي للرياح الشمسية في الغلاف الجوي، مما تسبب في حدوث الشفق القطبي خارج المظلات المغناطيسية.  في 18 مارس 2015م، أبلغت ناسا عن اكتشاف شفق قطبي غير مفهوم تمامًا وسحابة غبار غير مفسرة في جو المريخ.  في سبتمبر 2017م، ذكرت وكالة ناسا أن مستويات الإشعاع على سطح كوكب المريخ تضاعفت مؤقتًا، وارتبطت بأشعة الشفق القطبي 25 مرة وكانت أكثر إشراقاً من أي وقت سابق، بسبب عاصفة شمسية هائلة وغير متوقعة في منتصف الشهر.  من بين جميع الكواكب الموجودة في النظام الشمسي، فإن مواسم المريخ هي الأكثر شبهاً بالأرض، وذلك بسبب الميل المماثل لمحور الدوران للكوكبين. يبلغ طول مواسم المريخ حوالي ضعف مواسم الأرض، لأن المسافة للمريخ أكبر من الشمس تؤدي إلى أن تكون سنة المريخ حوالي عامين للأرض. تختلف درجات حرارة سطح المريخ من قيعان تبلغ حوالي -143 درجة مئوية (-225 درجة فهرنهايت) في أغطية الشتاء القطبية إلى مستويات تصل إلى 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) في الصيف الاستوائي.  يرجع النطاق الواسع في درجات الحرارة إلى الغلاف الجوي الرقيق الذي لا يستطيع تخزين الكثير من حرارة الشمس، وانخفاض الضغط الجوي، والقصور الذاتي المنخفض للتربة المريخية. الكوكب يبعد 1.52 مرة عن الشمس من الأرض، مما ينتج عنه 43% فقط من كمية ضوء الشمس.  إذا كان للمريخ مدار يشبه الأرض، فستكون مواسمه مماثلة لمدار الأرض لأن ميله المحوري يشبه مدار الأرض. الغرابة الكبيرة نسبيًا في مدار المريخ لها تأثير كبير. المريخ بالقرب من الحضيض عندما يكون الصيف في نصف الكرة الجنوبي والشتاء في الشمال، وقرب الأفق عندما يكون الشتاء في نصف الكرة الجنوبي والصيف في الشمال. نتيجة لذلك، تكون الفصول في نصف الكرة الجنوبي أكثر تطرفًا والفصول في الشمال أكثر اعتدالًا مما كانت عليه الحال. يمكن أن تكون درجات حرارة الصيف في الجنوب أكثر دفئًا من درجات حرارة الصيف المكافئة في الشمال بما يصل إلى 30 درجة مئوية (54 درجة فهرنهايت).  يوجد بالمريخ عواصف ترابية تعد الأكبر في النظام الشمسي، حيث تصل سرعتها إلى أكثر من 160 كم / ساعة (100 ميل في الساعة). يمكن أن تختلف هذه من عاصفة فوق مساحة صغيرة، إلى عواصف عملاقة تغطي الكوكب بأكمله. تميل إلى الحدوث عندما يكون المريخ أقرب إلى الشمس، وقد ثبت أنه يزيد من درجة الحرارة العالمية.  المريخ هو رابع الكواكب بعداً عن الشمس. وأول كوكب له مدار خارج مدار الأرض ويبعد عن الشمس حوالي 230 مليون كلم بالمتوسط (143 مليون ميل). ويقطع الكوكب هذا المدار في زمن يعادل 687 يوم أرضي، وأثناء دورانه في مداره هذا تحدث له عدد من الظواهر منها الاقتران.  اليوم الشمسي أو (سول) على سطح المريخ أطول بقليل من يوم الأرض: 24 ساعة و39 دقيقة و35.2 ثانية. سنة المريخ تساوي 1.8809 سنة أرضية، بما يعادل 320 يومًا و18.2 ساعة.  الميل المحوري للمريخ هو 25.19 درجة بالنسبة للمستوى المداري، والذي يشبه الميل المحوري للأرض. ونتيجة لذلك فإن المريخ لديه مواسم (فصول السنة) مثل الأرض، على الرغم من أنها تقارب الضعف لأن فترته المدارية أطول من الأرض. في عصرنا الحالي يكون اتجاه القطب الشمالي للمريخ قريبًا من نجم الدجاجة.  شذوذية مركزيته e = 0.093 وهي كبيرة نسبياً، مما يدل على أن مداره إهليلجي بشكل واضح حيث يكون وهو في الحضيض على بعد 206 مليون كلم عن الشمس وعند وصوله إلى الأوج يصبح على بعد 249 مليون كلم عن الشمس. فنرى فرقاً واضحاً في البعدين وهذا يؤدي إلى تباين كمية أشعة الشمس الساقطة على سطحه بنسبة تصل إلى 45% بين الأوج والحضيض، أي بفارق 30 ْ وما يتبع ذلك من تغيرات في مناخ الكوكب بين الموقعين. ودرجة الحرارة تتراوح على السطح بين الشتاء والصيف -144 ْ إلى 27 ْ أما في المتوسط فإن درجة الحرارة تقدر بحوالي –23 ْ إلى -55 ْ.  المريخ لديه انحراف مداري نسبيا حوالي 0.09؛ من بين الكواكب السبعة الأخرى في النظام الشمسي، فقط عطارد لديه انحراف مداري. من المعروف أنه في الماضي كان للمريخ مدار دائري أكثر بكثير. عند نقطة واحدة أي 1.35 مليون سنة مضت، كان للمريخ انحراف مداري حوالي 0.002، أقل بكثير من الأرض اليوم. تبلغ دورة انحراف المريخ 96000 سنة أرضية مقارنة بدورة الأرض البالغة 100,000 عام. يتمتع المريخ بدورة أطول بكثير من الإنحراف، مع فترة تبلغ 2.2 مليون سنة أرضية، وهذا يفوق دورة 96000 عام في الرسوم البيانية للانحراف المداري. على مدار الـ 35000 سنة الماضية، أصبح مدار المريخ يزداد انحرافه قليلاً بسبب الآثار الجاذبية للكواكب الأخرى. ستستمر المسافة الأقرب بين الأرض والمريخ في الانخفاض بشكل معتدل لمدة 25,000 عام.  إن الفهم الحالي للحياة على الكواكب هو قدرة الإنسان على تطوير ظروف بيئية تساعد على ظهور الحياة، ويفضل الكواكب التي تحتوي على مياه سائلة على سطحها. في أغلب الأحيان يتطلب هذا مدار كوكب ما في المنطقة الصالحة للحياة والتي تمتد من الشمس إلى ما وراء كوكب الزهرة مباشرة حتى حول محور المريخ شبه الرئيسي. خلال الحضيض يتواجد المريخ داخل هذه المنطقة لكن جو المريخ الضعيف (الضغط المنخفض) يمنع الماء السائل من الوجود في مناطق كبيرة لفترات طويلة. يوضح التدفق الماضي للمياه السائلة إمكانية الكوكب للحياة. تشير الدلائل الحديثة إلى أن أي ماء على سطح المريخ قد يكون مالحًا وحامضًا بدرجة لا تسمح بدعم الحياة الأرضية العادية.  يمثل الافتقار إلى الغلاف المغنطيسي والغلاف الجوي الرقيق للغاية للمريخ تحديا: فالكوكب لديه قدر ضئيل من انتقال الحرارة عبر سطحه، وعزل ضعيف ضد قصف الرياح الشمسية وعدم كفاية الضغط الجوي للاحتفاظ بالمياه على شكل سائل (الماء يتدفق بدلا من ذلك إلى حالة غازية). المريخ قد مات أو ربما بالكامل من الناحية الجيولوجية. من الواضح أن نهاية النشاط البركاني قد أوقفت إعادة تدوير المواد الكيميائية والمعادن بين سطح الكوكب وداخله.  تم إجراء تحقيقات في الموقع على كوكب المريخ من قِبل مركبات الهبوط الفايكينغ، ومركبات سبيريت وفينيكس. تشير الدلائل إلى أن الكوكب كان صالحًا للسكن أكثر مما هو عليه اليوم، ولكن ما إذا كانت الكائنات الحية موجودة من قبل لا تزال غير معروفة. أجرت تحقيقات فايكنغ في منتصف سبعينيات القرن الماضي تجارب مصممة للكشف عن الكائنات الحية الدقيقة في تربة المريخ في مواقع الهبوط التابعة لكل منها، وكانت لها نتائج إيجابية بما في ذلك زيادة مؤقتة في ثاني أكسيد الكربون. هذه العلامة للحياة كانت موضع خلاف فيما بعد من قبل العلماء، مما أدى إلى نقاش مستمر مع عالم ناسا جيلبرت ليفين الذي أكد أن فايكنغ قد وجد الحياة. تشير إعادة التحليل لبيانات فايكنغ في ضوء المعرفة الحديثة بأشكال الحياة الشاذة، إلى أن اختبارات فايكنغ لم تكن متطورة بما يكفي للكشف عن هذه الأشكال من الحياة. يمكن أن تؤدي الاختبارات إلى القتل (افتراضي). أظهرت الاختبارات التي أجرتها مركبة الهبوط فينيكس أن التربة تحتوي على درجة الحموضة القلوية وأنها تحتوي على المغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم وكلوريد. قد تكون مغذيات التربة قادرة على دعم الحياة ولكن لا يزال يتعين حماية الحياة من الأشعة فوق البنفسجية المكثفة.  في عام 2014م أظهر تحليل فينيكس أن Ca(ClO) لم تتفاعل مع الماء السائل بأي شكل من الأشكال، ربما لفترة تصل إلى 600 م.س.  اقترح العلماء أن كريات الكربونات الموجودة في النيزك تلال ألان 84001 والتي يُعتقد أنها نشأت من المريخ يمكن أن تكون ميكروبات متحجرة موجودة على المريخ عندما تم تفجير النيازك على سطح المريخ بواسطة ضربة نيزك منذ حوالي 15 مليون سنة. قوبل هذا الاقتراح بالتشكك وتم اقتراح أصل غير عضوي حصريًا للأشكال.  يُزعم أن كلاً من الكميات الصغيرة من الميثان والفورمالديهايد التي اكتشفها مداران المريخ دليلان على الحياة لأن هذه المركبات الكيميائية ستنهار بسرعة في جو المريخ. بدلاً من ذلك يمكن تجديد هذه المركبات بالوسائل البركانية أو الجيولوجية الأخرى، مثل سربنتينيت.  تم العثور على تأثير الزجاج الذي تشكل من تأثير الشهب والتي على الأرض يمكن أن تحافظ على علامات الحياة على سطح الحفر تأثير على المريخ. وبالمثل يمكن للزجاج الموجود في فوهات التصادم على المريخ أن يحافظ على علامات الحياة إذا كانت الحياة موجودة في الموقع.  في مايو 2017م ربما تم العثور على أدلة على أقدم حياة معروفة على الأرض، بسبب وجود رواسب جليدية عمرها 3.48 مليار عام وغيرها من الرواسب المعدنية ذات الصلة (غالبًا ما توجد حول الينابيع الساخنة والسخانات) التي تم اكتشافها في بيلبارا كراتون بغرب أستراليا. قد تكون هذه النتائج مفيدة في تحديد أفضل مكان للبحث عن علامات الحياة المبكرة على كوكب المريخ.  في أوائل عام 2018م تكهنت تقارير إعلامية بأن بعض سمات الصخور في موقع يُدعى جورا تبدو وكأنها نوع من الأحفوري، لكن علماء المشروع يقولون إن التكوينات ربما تكون ناتجة عن عملية جيولوجية في قاع البحيرة القديمة الجافة، وترتبط بالأوردة المعدنية في منطقة مماثلة لبلورات الجص.  في 7 يونيو 2018م، أعلنت ناسا أن سفينة كيوريوسيتي روفر اكتشفت مركبات عضوية في الصخور الرسوبية التي يرجع تاريخها إلى ثلاثة مليارات سنة، مما يشير إلى أن بعض لبنات البناء للحياة كانت موجودة.  في يوليو 2018م، أبلغ العلماء عن اكتشاف بحيرة تحت المنطقة الجليدية على سطح المريخ، وهي أول منطقة مستقرة معروفة للمياه على هذا الكوكب. تتمركز على بعد 1.5 كم (0.9 ميل) تحت السطح عند قاعدة الغطاء الجليدي القطبي الجنوبي ويبلغ عرضها حوالي 20 كم (12 ميل). تم اكتشاف البحيرة باستخدام رادار مركبة مارسيس على متن مدار المريخ اكسبرس، وتم جمع الملفات بين مايو 2012م وديسمبر 2015م. تتركز البحيرة عند 193 درجة شرقا، 81 درجة جنوبا، وهي منطقة مسطحة لا تظهر أي خصائص طوبوغرافية مميزة. يحيط بها في الغالب أرض مرتفعة ما عدا في الجانب الشرقي، حيث يوجد الانخفاض.  للمريخ أقمار طبيعية صغيرة نسبيًا (مقارنةً بالأرض)، هما فوبوس (قطره حوالي 22 كم) وديموس (قطره حوالي 12 كم)، حيث إنهما يدوران بالقرب من الكوكب. تم اكتشاف قمري المريخ في العام 1877م على يد «أساف هول» وتمّت تسميتهم تيمّناً بمرافقي الآله اليوناني «آريس» (آريس: Άρης).  من سطح المريخ، تبدو حركات فوبوس وديموس مختلفة عن حركة القمر الطبيعية، حيث يرتفع فوبوس في غرب الكوكب ويتجه إلى شرق الكوكب، ويعود مرة أخرى بعد 11 ساعة فقط. يعتبر ديموس خارج المدار المتزامن حيث تتطابق الفترة المدارية مع فترة دوران الكوكب، حيث يرتفع إلى شرق الكوكب ولكن ببطء. على الرغم من مداره الذي يبلغ 30 ساعة بالنسبة للقمر ديموس، إلا أنه يحتاج إلى 2.7 يوم، حيث يدور ببطء خلف دوران المريخ.  يعتبر مدار فوبوس أقل من ارتفاع المدار المتزامن للكوكب، مما يؤثر المد والجزر على كوكب المريخ والذي بدوره يؤدي إلى انخفاض مداره تدريجيًا. خلال 50 مليون عام القادمة، يمكن أن يصطدم القمر فوبوس إما بسطح المريخ أو ينفجر إلى هيكل دائري حول الكوكب. لا تزال أقمار المريخ إلى يومنا هذا مبهمة وغير واضحة في تركيبتها. وقد اعتبرت تركيبة الوضاءة والكوندريت التي تشبهها الكويكبات مماثلة لدعم نظرية الالتقاط. يبدو أن مدار فوبوس الغير مستقر يشير إلى أن الالتقاط كان حديثا. لكن كلاهما له مدارات دائرية، بالقرب من خط الاستواء، وهو أمر غير معتاد بالنسبة للكائنات الملتقطة، حيث تكون ديناميات الالتقاط المطلوبة معقدة. التراكم في وقت مبكر من تاريخ المريخ أمر معقول، لكنه لم يفسر حتى الآن تركيبتهما حيث أنها تشبه الكويكبات أكثر من المريخ، إذا تم تأكيد ذلك.  الاحتمال الثالث هو تورط جسم ثالث أو نوع من اضطراب التصادم. تشير الدلائل الأكثر حداثة على وجود خصائص فوبوس داخل مسامي لكوكب المريخ، وتم اقتراح بأنه يحتوي على مركبات معادن السيليكات ومعادن أخرى معروفة في المريخ، حيث تشير إلى منشأ فوبوس من مادة تم إخراجها من تصادم على المريخ تم إعادة اكتشافه في مدار المريخ، على غرار النظرية السائدة لأصل قمر الأرض. على الرغم من أن الأطياف المرئية وشبه الأشعة تحت الحمراء لأقمار المريخ تشبه تلك الموجودة في الكويكبات ذات الحزام الخارجي، إلا أن أطياف الأشعة تحت الحمراء لـ فوبوس لا تتوافق مع الكوندريت من أي فئة.  قد يكون للمريخ أقمار أصغر من 50 إلى 100 متر (160 إلى 330 قدم)، ويتوقع وجود حلقة غبار بين القمران فوبوس وديموس.  فوبوس قطعة صخرية صغيرة غير منتظمة الشكل لا يزيد طولها عن 21 كم (13 ميل) ويتم دورته حول المريخ كل 7.7 ساعات. يبدو القمر هرم نوعا ما. وتغشاه فوهات صدم متفاوتة القدم. ويلاحظ عليه وجود حزوز وسلاسل من فوهات صغيرة. يطلق أكبرها اسم ستيكني الذي يقارب قطره 10 كم (6 أميال). يقوم القمر فوبوس بالدوران حول المريخ اسرع من دوران المريخ حول نفسه، مما يؤدي بقطر دوران القمر فوبوس حول المريخ للتناقص يوماً بعد يوم إلى أن ينتهي به الأمر إلى التفتت ومن ثم الإرتطام بكوكب المريخ.  ديموس هو أحد الأقمار التابعة لكوكب المريخ إلى جانب القمر فوبوس وهو عبارة عن قطعة صخرية صغيرة غير منتظمة الشكل لا يزيد طولها عن 12 كم (7 ميل) ويتم دورته حول المريخ خلال 1.3 يوم. ولبعده عن الكوكب الأحمر، فإن قطر مدار القمر آخذ بالزيادة. ويبدو ديموس على شكل هرمي نوعاً ما. وتغشاه فوهات صدم متفاوتة القدم.  جدول يوضح الفوارق الجوهرية بين فوبوس وديموس:  هناك ما يقرب من 44 محاولة إرسال مركبات فضائية للكوكب الأحمر من قِبل الولايات المتحدة، الاتحاد السوفيتي، أوروبا، والهند. تبلغ نسبة عدد المركبات التي فشلت في مهمتها حوالي 66% من عدد المركبات الفضائية إما على الأرض، أو خلال رحلتها أو خلال هبوطها على سطح الكوكب الأحمر. من أنجح المحاولات إلى كوكب المريخ تلك التي سمّيت بـ «مارينر»، «برنامج الڤايكنج»، «سورفيور»، «باثفيندر»، و«أوديسي». قامت المركبة «سورفيور» بالتقاط صور لسطح الكوكب، الأمر الذي أعطى العلماء تصوراً بوجود ماء، إمّا على السطح أو تحت سطح الكوكب بقليل. وبالنسبة للمركبة «أوديسي»، فقد قامت بإرسال معلومات إلى العلماء على الأرض والتي مكّنت العلماء من الاستنتاج من وجود ماء متجمّد تحت سطح الكوكب في المنطقة الواقعة عند 60 درجة جنوب القطب الجنوبي للكوكب.  في العام 2003م، قامت وكالة الفضاء الأوروبية بإرسال مركبة مدارية وسيارة تعمل عن طريق التحكم عن بعد، وقامت الأولى بتأكيد المعلومة المتعلقة بوجود ماء جليد وغاز ثاني أكسيد الكربون المتجمد في منطقة القطب الجنوبي لكوكب المريخ. تجدر الإشارة إلى أن أول من توصل إلى تلك المعلومة هي وكالة الفضاء الأمريكية وان المركبة الأوروبية قامت بتأكيد المعلومة. باءت محاولات الوكالة الأوروبية بالفشل في محاولة الاتصال بالسيارة المصاحبة للمركبة الفضائية وأعلنت الوكالة رسمياً فقدانها للسيارة الآلية في فبراير من من نفس العام. لحقت وكالة الفضاء الأمريكية الرّكب بإرسالها مركبتين فضائيتين وكان فرق الوقت بين المركبة الأولى والثانية، 3 أسابيع، وتمكن السيارات الآلية الأمريكية من إرسال صور مذهلة لسطح الكوكب وقامت السيارات بإرسال معلومات إلى العلماء، تؤكّد على تواجد الماء على سطح الكوكب الأحمر في الماضي.  أطلق مختبر علوم المريخ، مركبة فضائية تحمل اسم كيوريوسيتي روفر، في 26 نوفمبر 2011م، ووصلت إلى المريخ في 6 أغسطس 2012م بالتوقيت العالمي. يعتبرأكبر وأكثر تقدماً من متجول استكشاف المريخ، مع معدل حركة يصل إلى 90 متر (300 قدم) في الساعة. تشمل الرحلة أخذ عينات كيميائية بالليزر يمكنها استنتاج تركيبة الصخور على مسافة 7 أمتار (23 قدمًا).  في 10 فبراير 2013م، حصلت كوريوسيتي روفر على أول عينات من الصخور العميقة مأخوذة من جسم كوكبي آخر. في نفس العام، اكتشف أن تربة المريخ تحتوي ما بين 1.5% و3% من المياه عن طريق الكتلة. من أهم الملاحظات التي أجريت على المريخ سابقًا هي إمكانية تدفق المياه خلال أشد الشهور حرارة على سطح المريخ. في 24 سبتمبر 2014م، وصلت بعثة كوكب المريخ (مانجاليان)، التي أطلقتها منظمة البحوث الفضائية الهندية، إلى مدار المريخ. أطلقت المركبة في 5 نوفمبر 2013م، بهدف تحليل مناخ المريخ وتضاريسه. استخدم مدار هوهمان الانتقالي للهروب من تأثير الجاذبية الأرضية في رحلة استمرت تسعة أشهر إلى المريخ، تعتبر المهمة هي أول مهمة آسيوية ناجحة بين الكواكب.  في 14 مارس 2016 أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية، بالتعاون مع وكالة الفضاء الروسية الفدرالية، و. دخلت مركبة تتبع الغاز المداري (ExoMars) بنجاح إلى مدار المريخ في 19 أكتوبر 2016م، أما بخصوص الأخرى فقد تحطمت أثناء محاولة الهبوط على سطح المريخ.  في مايو 2018م تم إطلاق مركبة الهبوط إنسايت التابعة لناسا، إلى جانب نظامي و التوأم اللذين سيحلقان على كوكب المريخ ويوفران تتابعًا عن بُعد من أجل الهبوط. وصلت المهمة إلى المريخ في نوفمبر 2018م. اكتشفت إنسايت أول زلزال محتمل في أبريل 2019.  اعتبارًا من عام 2018م، يوجد 8 مركبات فضائية بالمريخ: ستة في المدار وهي :  واثنتان على السطح من قبل مختبر علوم المريخ وهما :  توجد مركبة أخرى، غير نشطة الآن، لكن وكالة ناسا لا تزال تأمل في إعادة الاتصال بها.  ستقوم وكالة الفضاء الأوروبية بإطلاق منصة «روزاليند فرانكلين» وكازاهوك في الفترة ما بين يوليو وأغسطس 2022م، كما قامت ناسا بإطلاق مارس روفر في 30 يوليو 2020م والمتوقع وصوله للمريخ في 18 فبراير 2021م. حيث ستقوم مركبة مارس روفر بتخزين عينات والعودة إلى الأرض، وسيتم إطلاق مصطلح في عام 2026م، حيث تحتوي المركبات على أجهزة متطورة تم بناؤها بواسطة وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.  ستطلق وكالة الفضاء الأوروبية إكسو مارس من أجل إستكشاف ودراسة سطح المريخ ما بين أغسطس وأكتوبر 2022.  في 18 يوليو 2020م، تم إطلاق مسبار الأمل إلى مدار المريخ من دولة الإمارات العربية المتحدة. تم إطلاقه من مركز تانيغاشيما الفضائي باليابان محمولا على صاروخ من طراز H-2A، ليصل إلى مدار المريخ في فبراير 2021م. سيقوم المسبار بإجراء دراسة علمية للغلاف الجوي للمريخ. في 9 فبراير 2021 تم وصول المسبار بنجاح إلى إلى كوكب المريخ، حيث أفصحت وكالة ناسا عن ذلك بوسائل الإعلام العالمية.  في 23 يوليو 2020م، تم إطلاق المسبار المريخ 5 إلى مدار المريخ من الصين. تم إطلاقه من قاعدة فضائية في وينتشانغ في جزيرة هاينان، ليصل إلى مدار المريخ في فبراير 2021م. سيقوم المسبار بدراسة الظروف الجوية على سطح المريخ، وايضاً محاولة الهبوط على سطح المريخ.  في 30 يوليو 2020م، انطلقت مركبة برسيفيرنس التابعة لوكالة ناسا على متن صاروخ أطلس 5 من قاعدة كيب كانافيرال، بولاية فلوريدا. ليصل إلى مدار المريخ في فبراير 2021م. حيث ستقوم بفحص صخور المريخ، أيضاً ستقوم بإطلاق طائرة إنجنيوتي، وهي أول طائرة مروحية بالفضاء الخارجي، حيث ستقوم بدراسة التقنيات التي يحتاجها الإنسان للنجاة على المريخ. في 18 فبراير 2021 هبطت برسيفيرنس بنجاح على سطح المريخ، لرحلة استغرقت تقريباً 7 أشهر، وستقضي المركبة نحو عامين على الأقل في حفر صخور سطح المريخ بالقرب من خط استواء المريخ، بحثا عن آثار تدل على وجود حياة في الماضي. في 19 أبريل 2021، أكملت الإبداع بنجاح أول رحلة يتم التحكم فيها بواسطة طائرة أطلق عليها «إنجينيتي» تعمل بالطاقة على أي كوكب بخلاف الأرض، حيث أقلعت عموديًا وحلقت على سطح المريخ.  تم اقتراح العديد من الخطط للقيام بمهمة بشرية إلى المريخ خلال القرن العشرين وحتى القرن الحادي والعشرين، ولكن لا توجد خطة لحد الآن لها تاريخ وصول في وقت أقرب من 2020م. قدم مؤسس سبيس إكس، إيلون مسك، خطة في سبتمبر 2016م، لإطلاق سائحين فضائيين إلى المريخ في عام 2024م بتكلفة تطوير تقدر بـ 10 مليارات دولار أمريكي.  في أكتوبر 2016م، جدد الرئيس باراك أوباما سياسة الولايات المتحدة لتحقيق هدف إرسال البشر إلى المريخ في الثلاثينيات من القرن الواحد والعشرين (2030s)، ومواصلة استخدام محطة الفضاء الدولية كحاضنة تقنية في هذا المسعى. وجه قانون ترخيص ناسا لعام 2017م وكالة ناسا إلى الحصول على البشر ورحيلهم إلى المريخ أو على سطحه بحلول أوائل الثلاثينيات.  مع وجود العديد من المدارات وهبوط العربات، من الممكن ممارسة علم الفلك من المريخ. على الرغم من أن قمر المريخ فوبوس يظهر بحوالي ثلث قطره الزاوي للقمر الكامل على الأرض، يبدو ديموس يشبه إلى حد ما النجوم ويبدو أكثر إشراقًا بقليل من كوكب الزهرة من الأرض.  كما تم رصد الظواهر المختلفة التي شوهدت من الأرض من المريخ، مثل الشهب والشفق. الأحجام الظاهرة لأقمار فوبوس وديموس أصغر من حجم الشمس؛ وبالتالي من الأفضل اعتبار «الكسوف» الجزئي للشمس عبور فلكي. وقد لوحظ عبور عطارد والزهرة من المريخ. سيُرى عبور الأرض من المريخ في 10 نوفمبر 2084.  في 19 أكتوبر 2014م، مرّ C/2013 A1 بالقرب من المريخ وكان قريبًا جدًا من المريخ.  1.مارينر 4  مارينر 4 ومعه المسبار مارينر 3 هما مسباران أرسلتهما ناسا إلى المريخ عام 1964م وأطلق في 28 نوفمبر 1964م. وكان مارينر 4 هو المسبار الرابع الذي يُرسل لاكتشاف كوكب المريخ المجاور للأرض في المجموعة الشمسية. وكان مخططا له إجراء أول مسار بالقرب من المريخ وإرسال صورا لسطحه إلى الأرض. والتقط مارينر 4 أول صور من الفضاء البعيد تعود إلى الأرض تبين سطحه وقد غطته الفوهات، وتظهر لنا عالما يبدو ميتا، ويغير النظرة القديمة التي كانت تعتقد بوجود حياة على المريخ.  وقد صمم مارينر 4 لإجراء مشاهدة عن قرب لكوكب المريخ وإرسال الصور إلى الأرض. واختصت اكتشافاته الأخرى قياس الجسيمات في تلك المناطق من الفضاء بالقرب من المريخ. كما كانت تلك البعثة بغرض التعرف على الإمكانيات التكنولوجية للسفر عبر الفضاء لمدد زمنية طويله. وفي 21 ديسمبر 1967 انقطع الاتصال بين مارينر 4 والأرض.  2.مارينر 6 ومارينر 7 مارينر 6 ومارينر 7 هما مسباران أرسلتهما ناسا عام 1969م في إطار برنامج مارينر لدراسة المريخ، وقد اتخذ أحدهما مسارا عند خط الاستواء المريخي والآخر مسارا قطبيا جنوبيا وقاما بتحليل الغلاف الجوي للمريخ وتصوير مئات من الصور لسطحه. وكان الغرض أيضا التمهيد التكنولوجي لبعثات أخرى إلى المريخ. وقد استخدمت المعلومات التي بعث بها مارينر 6 لبرمجة مارينر 7 الذي خلفه بمدة 5 أيام.  وقد أقلع مارينر 6 من منصة الإقلاع 36B بمركز كينيدي للفضاء وأقلع مارينر 7 من المنصة 36A.  وفي 29 يوليو 1969م وقبل الوصول إلى اقرب نقطة على المسار بالنسبة للمريخ فقد الاتصال مع مارينر 7، وتبين لاحقا ان أحد البطاريات فيه قد انفجرت. ورغم ذلك فكانت المعلومات التي أرسلها مارينر 7 إلى الأرض قبل حدوث عطل البطارية كان مفيدا للغاية حيث روعيت في أخدها بعض بيانات مكتسبة من مارينر 6.  3.مارينر 9  مسبار مارينر 9 هو مسبار أرسلته ناسا لاكتشاف المريخ في إطار برنامج مارينر. وقد أطلق مارينر 9 يوم 30 مايو 1971م من كاب كانافيرال بفلوريدا ووصل المريخ في 13 نوفمبر من نفس العام. اتخذ مارينر 9 مدارا حول المريخ، وأصبح أول قمر صناعي يتخذ مدارا حول أحد الكواكب، ووصل في نفس الشهر الذي وصل فيه مسبار مارس 2 ومسبار مارس 3 - المسباران الروسيان إلى المريخ. وبعد انتهاء فترة اعاصير رملية استطاع إرسال صورا واضحة لسطح المريخ.  4.مسبار مارس 2 كان المسبار مارس 2 أحد المسبارات في برنامج مارس للاتحاد السوفييتي في بداية السبعينيات من القرن الماضي.  وتتكون مركبتي الفضاء الغير مأهولتين من مركبتين متماثلتين، ويتكون كل منها من قمر صناعي وملحق به مسبار للهبوط على سطح المريخ. وهما أول مسباران يرسلهما الإنسان للنزول على كوكب المريخ. وقد أطلق كل منها بواسطة صاروخ من نوع بروتون كي الضخم وكان ذو مرحلة عليا من نوع بلوك D.  5.مسبار مارس 3  أحد المسبارات في برنامج مارس للاتحاد السوفييتي في بداية السبعينيات من القرن الماضي. أقلع مارس 3 في: 28 مايو 1971.  على أن هذه الرحلات السابقة لم يكن يقصد منها الهبوط على المريخ، ولكن كانت المهمة تقتضى الطيران بجواره أو الدوران حوله.  6.فايكينغ 1 فايكينغ 1 كانت أوّل مركبة فضائية أرسلت إلى المريخ كجزء من برنامجِ فايكينغ لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا وسجل فايكينغ 1 المهمة الأطول على سطح المريخ والتي استغرقت 6 سنوات و116 يومِ (من الإنزال حتى إنهاء المهمّة) بحساب التوقيت على كوكب الأرض.  7.فايكينغ 2  هو ثاني مسبار ارسلته الناسا في برنامج فايكينغ ويتكون من قمر صناعي وظيفته الدوران حول المريخ وهابط الذي وظيفته الرئيسية الهبوط على سطح المريخ لدراسته. الهابط عمل لفترة 1281 يوم مريخي وتوقف عمله يوم 12 أبريل 1980م عندما تعطلت بطاريته وأما القمر الصناعي فقد استمر في العمل حتى 25 يوليو 1978م، مولدا قرب 16000 صورة و706 دورة حول المريخ.  8.مارس جلوبال سرفيور  أطلقتها ناسا إلى المريخ في نوفمبر عام 1996م بعد غياب الولايات المتحدة عن سباق المريخ دام عشرة سنوات. وفي يناير 2007م أعلنت ناسا رسمياً نهاية المهمة نظراً لانقطاع الاتصال بالمركبة.  9.مارس باثفايندر  مارس باثفايندر هي مهمة استكشاف لسطح المريخ. أُطلقت الرحلة في 4 ديسمبر 1996م من قبل وكالة ناسا باستخدام صاروخ دلتا 2، بعد رحلة بين الكواكب دامت سبعة أشهر، هبطت البعثة على سطح المريخ، في وادي أريس فاليس، في منطقة كرايز بالانسيا (المنطقة نفسها التي لم يستطع المسبار فايكينغ 1 الهبوط فيها)، يوم عيد استقلال الولايات المتحدة الأمريكية (4 ديسمبر 1997م). خلال رحلتها، صححت المركبة الفضائية مسارها أربع مرات (10 يناير، 3 فبراير، 6 مايو، 25 يونيو). عند انتهاء عملية الهبوط، بدأ الروبوت روكي أو سيجورنر الذي كانت تحمله المركبة على متنها في التجول بكل حرية على سطح المريخ.  10.مارس أوديسي مارس أوديسي هي مركبة أمريكية انطلقت في 7 أبريل 2001م ووصلت إلى مدارها حول المريخ من مركز كينيدي الفضائي بالقرب من كاب كانافيرال (فلوريدا)، في 24 أكتوبر 2001م، بهدف دراسة المريخ ومعدلات الإشعاعات الخطرة على سطحه تمهيدا لزيارة البشر للكوكب.  11.مارس إكسبريس  مارس إكسبريس هي مركبة أوربية، تتبع الوكالة الأوربية للفضاء انطلقت في 2 يونيو 2003م ووصلت لمدار المريخ في 25 ديسمبر 2003م، وكانت تحمل على متنها مركبة الهبوط بيغل 2، ولكن فقدت مركبة الهبوط أثناء دخولها المجال الجوي للكوكب وأغلب الظن أنها تحطمت، ولكن مركبة المدار استمرت في إرسال الصور والبيانات عن سطح المريخ والبحث عن دلائل للماء ودراسة جغرافية السطح والغلاف الجوي للمريخ.  12.سبيريت  سبيريت هي مركبة فضائية صممت للبحث عن دلائل على آثار حياة على كوكب المريخ ودراسة أحجاره وتربته. توأمه أبورتيونيتي وصل بعده بثلاثة أسابيع في 24 يناير 2004.  قد أتم المسبار سبيريت بعثته خلال التسعين يوم من أيام المريخ المخطط لها بنجاح، ثم واصل العمل وساعده على ذلك إمكانية التحكم فيه من الأرض ليقوم بتنظيف سطحة من الأتربة مما زاد من طاقته المكتسبة من الألواح الشمسية. وقد مدته طاقة تزيد نحو 20 مرة من الطاقة الأصلية، وتجد في صورة هنا أسفله مسار سبيريت عبر أيام تعدت 1600 من أيام المريخ. وقد سمح ذلك بالقيام بدراسة موسعة للمريخ وتضاريسه. وقد نشرت نتائج ال 90 يوم الأولى في عدد خاص لمجلة ساينس، المجلد رقم 305 العدد 5685، صفحة 737 - 800 في أغسطس 2004م.  13.أبورتيونيتي أبورتيونيتي هي ثاني مركبة من وكالة ناسا أرسلت إلى سطح المريخ في عام 2004م كجزء من برنامج استكشاف المريخ. الروبوت هبط بنجاح على الكوكب يوم 25 يناير 2004م في الساعة 05:05 بالتوقيت العالمي.  هبط المسبار أبورتونيتي على كوكب المريخ في مهمة بحث عن المياه على سطحه ودراسة صخوره وتربته، لتكون الثانية بعد نظيره المسبار سبيريت، الذي أرسلته وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) إلى المريخ قبل أبورتيونيتي بأسبوعين حيث هبط على الجانب الآخر للمريخ. والمسبار سبيريت توأم لمسبار أبورتيونيتي ويماثله تماما من ناحية التركيب وما يحمله من أجهزة علمية للفحص والاختبار.  14.مارس ريكونيسانس أوربيتر  مارس ريكونيسانس أوربيتر هي مركبة مدارية لاستكشاف المريخ، أطلقت في 12 أغسطس 2005م، يبلغ وزنها طنين وتعد أكبر مركبة فضائية على الإطلاق يتم ارسالها إلى المريخ. مزودة بأحدث التقنيات والآليات اللازمة للقيام بتصوير دقيق ومسح شامل لسطح المريخ، ستحاول معرفة المدة التي وجد فيها الماء في المريخ، وما إذا كانت به حياة يوما ما، وما إذا كان يمكن إقامة موقع بشري على سطحه، وتستطيع أجهزة الكاميرا التي تحملها المركبة نقل صور فائقة الوضوح ست مرات أعلى من الصور السابقة المرسلة من كوكب المريخ.  15.المسبار فينيكس إلى المريخ في يوم 2 مايو 2008م أطلقت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا المسبار فونيكس (و معناه العنقاء وهو طائر النار الأسطوري) من قاعدة كيب كانافرال بولاية فلوريدا على متن صاروخ من طراز دلتا 2 وهو يحمل مجموعة من الأجهزة لدراسة الكيمياء الجيولوجية والبيئة في منطقة القطب الشمالي للمريخ وهدف إرساله هو دراسة المياه المتجمدة على كوكب المريخ ودراسة تربة كوكب المريخ دراسة كيمائية والبحث عن دلائل على أن الثلوج موجودة على سطح المريخ وتحليل عينة من التربة المريخية بأجهزة المسبار وكانت ناسا قد تكلفت 420 مليون دولار لإرسال مسبار فونيكس الذي يمتلك ذراعًا آلية طولها مترين و35 سنتيمترا يتم من خلالها حفر سطح التربة بواسطة مجرفة مثبتة في نهاية الذراع وتستطيع المجرفة حفر خندق في التربة الجليدية بعمق 5 كم تتم السيطرة على العمليات بواسطة كمبيوتر المركبة الذي يخضع لأوامر الفريق العلمي والهندسي في مركز المراقبة والسيطرة على الأرض وهم يراقبون العمليات التي يقوم بها المسبار.  عندما هبط المسبار إلى المريخ قام بنشر ذراعه الآلية وحفر حفرة عمقها بوصتان تقريبا عبر التربة في القشرة الجليدية وقامت الذراع بدفع عينات التربة لتحليلها من خلال مجموعة من الأجهزة الفائقة التطور يحتوي فونيكس أيضا على 12 صاروخ مضادة للجاذبية المريخية في قاعدة المسبار ويحتوي فونيكس على كاميرا مجسمة ولوحات الطاقة الشمسية تستخدم لتخزين الطاقة الشمسية ويتوقع العلماء أن هذه اللوحات سوف تتأثر بشدة بسبب تراكم ثاني أكسيد الكربون المتجمد عليها وقد قام المسبار بإرسال صور للمنطقة القطبية للمريخ أظهرت الصور وجود مياه متجمدة تبخرت بعد أن كشفها الحفر وافترض العلماء ناسا وجود المياه في طبقة دائمة التجمد تحت السطح وقد جمع العلماء أدلة على وجود الجليد والمياه على المريخ.  16.دوون دوون بالعربية: فجر هو مسبار صغير أطلقته وكالة ناسا في 27 سبتمبر 2007م من قاعدة كيب كانفيرال بولاية فلوريدا على متن الصاروخ دلتا 2 حيث ستقوم بمهمة هي الأولى من نوعها للدوران حول أكبر اثنين من الكويكبات الموجودة في داخل النظام الشمسي وهما كويكب 4 فيستا الذي ستصله المركبة عام 2011 والكوكب القزم سيريس الذي ستصله في عام 2015. رحلة يبلغ مداها 1.7 مليون ميل وذلك بتكلفة اجمالية قدرها 357 مليون دولار.  17.مختبر علوم المريخ  مختبر علوم المريخ ويعرف باسم كيوريوسيتي روفر هو مسبار صممته ناسا بهدف استكشاف سطح كوكب المريخ.  أُطلقَ في 26 نوفمبر 2011 م في الساعة 10:02 بتوقيت شرق الولايات المتحدة، هبط على سطح المريخ في فوهة غيل في 6 أغسطس 2012 م على الساعة 05:14 (توقيت غرينيتش). المسبار هو مختبر علمي متجول متكامل بحجم سيارة، يحتوي على غرفة من الآلات والأدوات المعقدة، إضافة إلى إنسان آلي يتم التحكم فيه عن بعد.  متوسط الحجم الظاهر للمريخ هو +0.71 مع انحراف معياري قدره 1.05. نظرًا لأن مدار المريخ غريب الأطوار، يمكن أن يتراوح حجم مقابلة الشمس من حوالي -3.0 إلى -1.4. الحد الأدنى للسطوع هو +1.86 عندما يكون الكوكب متزامنًا مع الشمس.  في اللمعان يحتل المريخ مع كوكب المشتري المرتبة الثانية بعد كوكب الزهرة في اللمعان. يظهر المريخ عادةً بشكل أصفر أو برتقالي أو أحمر. التقطت سبيريت صوراً لمشهد أخضر مخضر بلون الطين مع صخور رمادية زرقاء وبقع من الرمال الحمراء الفاتحة. دائمًا ما بين أواخر يوليو وأواخر سبتمبر يمكن رؤية الكثير من التفاصيل السطحية باستخدام التلسكوب. من الملاحظ بشكل خاص حتى عند التكبير المنخفض أغطية الثلج القطبية.  مع اقتراب المريخ في موضع «التقابل» عندما تكون الشمس والأرض والمريخ في خط مستقيم تقريبا، تبدأ فترة من الحركة التراجعية، مما يعني أنه سيبدو وكأنه يتحرك للخلف في حركة مستمرة. تستمر مدة هذه الحركة التراجعية لمدة 72 يومًا، ويصل المريخ إلى ذروته في منتصف هذه الحركة.  تمر الأرض بين الشمس وكوكب المريخ كل 27 شهر في حادثة تعرف باسم الاقتران، وفي هذه الحالة تقع الأرض والمريخ على مستوى واحد مع الشمس. وخلال هذا الوقت تصل المسافة بين الأرض والمريخ إلى أقل قيمة لها، ويبدو المريخ كقرص لامع أكبر من المعتاد؛ الأمر الذي يجعل هذا الوقت هو أفضل الأوقات لرصده ورصد المظاهر السطحية والمناخية له.  تأتي أفضل أوقات الاقتران مرة كل دورة مدتها حوالي من 15 إلى 17 سنة. ويرجع ذلك إلى أن مدار كوكب المريخ حول الشمس وكذلك مدار الأرض حول الشمس ليسا دائريين تماما؛ حيث تدور الأرض حول الشمس في مدار إهليلجي، وكذلك كوكب المريخ الذي يعتبر نسبيا أكثر إهليلجية من مدار الأرض، هذا بالإضافة إلى اختلاف سرعة دوران المريخ والأرض حول الشمس.  ويقع أدنى اقتراب للمريخ من الأرض في فترة زمنية تصل إلى عدة أيام بعد حصول الاقتران. وتتغير المسافة بين الأرض والمريخ في وضع الاقتران بين 55.63 مليون كم و100.8 مليون كم، ويحدث أفضل اقتران عندما تكون المسافة بين المريخ والأرض أقل ما يكون (أي على مسافة 55.63 مليون كم من الأرض، وهو ما يقع كل 15 إلى 17 سنة).  يُذكر أن كوكب الأرض اقترب سابقًا من كوكب المريخ بمسافات قريبة نسبيًّا في السنوات 1766 و1845 و1924 م، وفقًا للدراسات والأبحاث الفضائية الموثقة، ولكن ليس إلى الحد الذي وصل إليه يوم 27 من شهر أغسطس سنة 2001 م.  وفي 28 أغسطس ذات السنة أصبح المريخ في نقطة اقتران عندما شكلت الشمس والأرض والمريخ خطًّا مستقيمًا في الفضاء بوجود المريخ والأرض على نفس الجهة من الشمس. وعندما تكون الكواكب في حالة اقتران فهي تقع مقابل الشمس بالضبط في سمائنا؛ إذ تظهر في الغروب، وتصل إلى أعلى نقطة لها في منتصف الليل، ثم تختفي بالشروق.  ويصبح المريخ في نقطة تقابُل كل 26 شهرا، ولكن لأن المريخ والأرض يتحركان في مدارات بيضاوية الشكل فلا يكون كل تقابلين متشابهين. ويعتبر هذا التقابل أروع من كل ما سبقه في الستين ألف سنة الماضية؛ لأن المريخ كان في أقرب نقطة للشمس؛ وهو ما يعرف بالحضيض الشمسي، ونادرا ما يحدث مثل هذا التقابل.  ولأن المريخ والأرض يتبعان مدارات بيضاوية الشكل حول الشمس؛ فيحدث وجود المريخ في أقرب موقع للأرض بعد أيام قبل أو بعد حدوث التقابل، حيث وصل المريخ للحضيض الشمسي قبل حدوث التقابل باثنتين وأربعين ساعة .  لذلك في 27 أغسطس وفقا لما قاله عالم الفلك الأمريكي «مايلز ستاندش» في مختبرات الدفع النفاث في وكالة «ناسا» الفضائية لموقع «سبيس.كوم»، فإن المريخ سيكون على بعد 55.758 مليون كم عن الأرض في الساعة 5:51 صباحا بتوقيت الساحل الشرقي للولايات المتحدة (09.51 صباحا بتوقيت جرينتش)، وهي أقرب مسافة يمكن للمريخ فيها أن يقترب من الأرض.  وسيحدث التقابل في اليوم التالي الموافق 28 أغسطس، ولن يحدث التقابل التالي الذي سيكون فيه المريخ قريبا مثل هذا حتى 29 أغسطس في عام 2287 م، أما التقارب الذي حصل في 22 مايو 2016 م أصبح المريخ بعده أكثر من 76 مليون كم عن الأرض مقارنة مع 93 مليون كم للتقارب الذي حدث سنة 2014 م، حدثت مقابلة المريخ الأخيرة في 27 يوليو 2018 م، على مسافة حوالي 58 مليون كيلومتر (36 مليون ميل).  سيتم حدوث مقابلة المريخ القادمة في 13 أكتوبر 2020 م، على مسافة حوالي 63 مليون كيلومتر (39 مليون ميل). متوسط الوقت بين المقابلة المتتالية للمريخ، فترة دور مداري وهي 780 يوم؛ لكن عدد الأيام بين تواريخ المقابلة المتتالية يمكن أن تتراوح من 764 إلى 812.، ومن المثير للاهتمام أن للمريخ دورة تتم كل 79 سنة؛ حيث تتكرر ظروف التقابل بشكل متطابق.  تُعرف النقطة التي يختلف عندها خط طول مركز الأرض بمقدار 180 درجة عن نقطة الشمس باسم ، التي تقترب من أقرب وقت يقترب منه الأرض. يمكن أن يحدث وقت المقابلة تقريبا 8.5 أيام بعيدًا عن النهج الأقرب. تتراوح المسافة عند الاقتراب من مسافة تتراوح بين 54 و103 مليون كيلومتر (34 و64 مليون ميل) بسبب المدارات الإهليلجية للكواكب، والتي تسبب تباينًا مماثلًا في الحجم الزاوي.  مع اقتراب المريخ من المقابلة، تبدأ فترة من الحركة التراجعية، مما يجعله يبدو وكأنه يتحرك للخلف في حركة متقطعة بالنسبة إلى نجوم الخلفية. مدة هذه الحركة إلى الوراء حوالي 72 يوم.  اقترب المريخ من الأرض وأقصى سطوع ظاهر خلال 60,000 عام تقريبًا، حيث بلغ 55,758,006 كم (0.37271925 وحدة فلكية؛ 34,646,419 ميل)، بمقدار -2.88، في 27 أغسطس 2003م، عند الساعة 9:51:13 بالتوقيت العالمي.  في المرة السابقة التي تم فيها الاقتراب أكثر من ذلك، تشير التقديرات إلى أنها كانت في 12 سبتمبر عام 57,617 قبل الميلاد (العصر الحجري القديم الأوسط)، في المرة القادمة ستكون في عام 2287م، وسيكون أقرب قليلا من اقترابه الأخير. على سبيل المثال كان الحد الأدنى للمسافة في 22 أغسطس 1924م تقريباً 0.37285 وحدة فلكية، والحد الأدنى للمسافة في 24 أغسطس 2208 م ستكون 0.37279 وحدة فلكية.  نشر موقع وكالة ناسا للفضاء تقريرًا عن احتمال وجود مياه جوفية على سطح المريخ، ولوجود بعض الأخطاء العلمية الطفيفة فيما نشرته العديد من وكالات الأنباء عن الخبر قررت ناسا عمل مؤتمر صحفي في 22 يونيو 2017 لتوضيح الخبر، كما سيتم نشر ورقة البحث في مجلة ساينس عدد 30 يونيو 2017 م.  وهذا الاكتشاف قد يُغَيِّر تاريخ الاكتشافات على كوكب المريخ، فقد استطاع العلماء باستخدام الصور والبيانات المرسلة من سفينة الفضاء الخاصة بوكالة ناسا مسح المريخ العالمية (Mars Global Surveyor) والتي تقوم بالمسح الأرضي لكوكب المريخ، إدراك بعض المقومات التي تقترح وجود مصادر حالية للمياه على سطح الكوكب الأحمر، أو بالقرب من السطح على أعماق قريبة.  وكوكب المريخ كوكب صحراوي غير مُرَجَّح وجود المياه على سطحه، فمتوسط درجة الحرارة عليه أقل من الصفر، والضغط الجوي له ثلاثة أضعاف الضغط المُبَخِّر للمياه، لكن في عام 1972م تم تصوير بعض الشواهد التي تدل على إمكانية تواجد الماء على سطح الكوكب في وقت ما في الماضي (من بلايين السنين)، وكانت هذه الصور تظهر آثارًا لقنوات تدفق كبيرة، يتفرع منها شبكة من الأودية الصغيرة، وقد تساءل العلماء كثيرًا:  وقد وصلت السفينة المدارية مسح المريخ العالمية (Mars Global Surveyor) إلى الكوكب في عام 1997م، وكانت أولى النتائج التي توصلت إليها عن طريق أبحاث الكاميرا المدارية غياب أي دليل لمصادر التدفقات السطحية التي تَمَّ اكتشافها من قبل، فعلى سبيل المثال لا يوجد أي جداول أو أخاديد، بل واقترحت أن معظم هذه التكوينات والتضاريس قد تكونت نتيجة انهيار بعض الممرات الطويلة لنشأتها المنحدرة، لكن دون وجود أثر لانحدار سطحي واضح أو من المحتمل وهو الأكثر احتمالاً أن تكون عوامل التعرية والتآكل قد أَخْفَت أو مَحَت آثار مصادر تلك التدفقات السطحية، وأيًّا كان التفسير لغياب مصادر تلك التدفقات، فإن احتمال وجود ماء جارٍ على سطح المريخ في الماضي، وخاصة في الماضي القريب كان احتمالاً ضئيلاً.  في نفس الأثناء مع بداية البحث كان هناك بعض الإشارات لرواية معقدة عن تسرب الماء للسطح من تحت الأرض، فقد لوحظ وجود بعض الفوهات قد تكون ساعدت في هذا التسرب، ومع استمرار الملاحظة والبحث باستخدام صور أعلى ثباتًا استطاع الباحثون زيادة احتمال أن يكون هذا التسرب هو مصدر آثار التدفقات السطحية، ويكون هذا هو جزء من الماء المختفي منذ زمن بعيد.  في يناير 2000 م أوضحت بعض الصور ما ترجمه الباحثون على أنه نتيجة لتسرب سائل من تحت الأرض، وتدفقه على السطح، فقد تتبعت الصور ثلاثة من التكوينات السطحية التي تمثل تدفقات للمياه ووجد أن مصدرها يمثل فجوة أو حفرة، ثم يتفرع منها بعض القنوات الفرعية، والرواسب في هذه القنوات كانت متماسكة بفعل حركة السائل عليها.  ومع استمرار المشاهدات، وُجِدَ أن ثلث تلك التكوينات تقع في الداخل على القمم المركزية، وتنبع من فوهات، والربع ينبع من حفر مميزة في القطب الجنوبي للكوكب، والخُمْس يقع على اثنين من أكبر الوديان على سطح الكوكب وهما: وادي نيرجال ووادي داو، كما وجد أن حوالي 50% من هذه الظواهر تنحدر نحو الجنوب، و20% منها فقط تنحدر نحو الشمال، و90% منها تقع جنوب خط الاستواء.  كما وجد أن بعض تكوينات التدفقات ليس لها فوهة، ويحتمل أن يكون غياب الفوهة نتيجة لصغر سنها الجيولوجي، أي أنها مكونة حديثًا، أما الأخريات والتي لها فوهة أو حفرة لها أيضًا بعض الخصائص التي تدل على حداثة تكوينها مما يساعد في تأكيد الوجود الحالي للماء.  كما وجد أن معظم تلك التكوينات توجد في الأماكن التي لا يصلها ضوء الشمس إلا لمدد قصيرة من نهار المريخ، وقد فَسَّر العلماء إمكانية تدفق الماء على سطح الكوكب رغم انخفاض الضغط الجوي على سطحه والذي يؤدي إلى تبخر الماء إذا وصل إلى السطح، بأن الماء الذي يصل للسطح عندما يتبخر يعمل على تبريد السطح، مما قد يؤدي إلى تجمد قطرات الماء الباقية نتيجة للضغط العالي فتقوم ببناء سَدٍّ ثلجي يحتجز الماء خلفه، وعندما ينكسر تتدفق المياه على السطح.  إن أهمية هذا الاكتشاف تَكْمُن في إحيائه الأمل من جديد لوجود ماء على المريخ، وما يحمله هذا من تخيلات عديدة لا نهاية لها فوجود الماء يؤهل الكوكب لحياة الإنسان عليه، فهو يوفر له ماء الشرب، وبتحليل الماء إلى أكسجين وهيدروجين يستخدم كوقود لسفن الفضاء يصبح المريخ محطة جديدة للوصول لما هو أبعد، ووجود الماء أيضًا يدل على إمكانية تواجد حياة على سطح المريخ.  في عام 2008 م بعدما هبط مسبار فونيكس نشر ذراعه الآلية التي تعتبر أهم أداة في مهمة سبر سطح الكوكب الأحمر بحثا عن آثار للحياة. ويبلغ طول الذراع الآلية مترين اثنين و35 سنتيمترا، علما أنها صنعت من مادتي التيتانيوم والألومينيوم. وبعد اختبار سلامة لبعض ملحقات الذراع الآلية، تمت الاستعانة بكاميرا ثبتت على هذه الذراع من أجل التأكد من الأرضية تحت المسبار. ثم حفرت الذراع القشرة الثلجية التي تقع في القطب الشمالي من المريخ، لكي تنقل إلى المسبار عينات من التراب والثلج التي خضعت للدراسة.  الاعتقاد بتوفر المياه السائلة على سطح المريخ تعزز في 19 فبراير 2009 م مع اكتشاف خبراء مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا، لقطرات من المياه على ذراع الحفر التابعة للمسبار الفينيق. الفينيق تمكن من برهان تواجد أملاح البيركلورات في تربة المريخ وهي أملاح قادرة في حال إذابتها في الماء، على خفض درجة حرارة تجمد الماء إلى 70 مئوية تحت الصفر. المياه السائلة هذه قد تكون بيئة ملائمة للحياة، لكن التجارب والخبرات لم تستطع اكتشاف حياة على الأرض في وسط بيئة مالحة بهذا القدر حتى الآن.  أعلنت ناسا في 5 ديسمبر 2014م، عزمها إجراء اختبارات طبية على رائد فضاء لفحص ظروف سفريات فضائية طويلة الأمد وتأثيرها على الإنسان. هذا إلى جانب ما تجريه ناسا من اختبارات على المركبة الفضائية أوريون المعدة لتلك الرحلة إلى المريخ. وقد اختارت ناسا رائدي فضاء «سكوت كيلي» و«مارك كيلي»، وهما توأم وهذا ما يساعد على إنجاز الاختبارات الطبية والنفسية بحيث تعطي نتائج يمكن الاعتماد عليها فيما بعد. أقلع «سكوت» على متن الصاروخ الروسي سويوز من كازاخستان إلى محطة الفضاء الدولية يوم 28 مارس 2015 م ليبقى في الفضاء لمدة عام كامل، بينما بقي أخوه «مارك» على الأرض وأجريت عليه نفس الاختبارات ليكون كمرجع للاختبارات بهدف التعرف على تأثيرات الفضاء وحالة انعدام الجاذبية على رائد الفضاء.  سيكون سكوت مع زميلين الروسي ميخائيل كورنينكو وعالم الكونيات سيرجي فولكوف «ميكائل كوريينكو» وبقيت المجموعة سوياً لمدة عام في المحطة الفضائية الدولية وأجريت عليهم الاختبارات الطبية والنفسية لمعرفة تأثيرات تعرض جسم الإنسان لمدة طويلة إلى حالة انعدام الوزن في قوة جي = صفر أو 0.38 جي وهي قوة جاذبية المريخ.(على سبيل المثال: تصبح العظام لينة، ويتغير شكل العينين، وتتغير دقات القلب وتقل كفاءته حيث يتم ضخ القلب للدم في ظروف انعدام الجاذبية، ويتغير توازن الشخص).  الميزة في التوأم سكوت ومارك هو أن لهما نفس التفصيلة الجينية مما أتاح التعرف على تأثيرات انعدام الجاذبية على سكوت لمدة عام ومقارنتها بنتائج الاختبارات على «مارك» الذي بقي على الأرض خلال نفس الفترة.  وكان التوأم من رواد الفضاء في التسعينيات من القرن الماضي حيث تركا عملهما في القوات الجوية البحرية في عام 1995م وتقدما إلى ناسا. وقاما بسبعة رحلات منفصلة إلى الفضاء، حيث بقي «مارك» بمفرده لمدة ستة أشهر، وهذا هو الرقم القياسي بالنسبة لرائد فضاء أمريكي. ولكن البقاء في الفضاء لمدة أطول هام بالنسبة لمعرفة التأثيرات البدنية والنفسية على رواد الفضاء عندما يقومون برحلات تستغرق وقتاً طويلاً. وقد كان «مارك» في الفضاء لمدة 6 أشهر متوالية، وأشار إلى حالة «غمز للعين» غريبة عند عودته؛ وتريد ناسا معرفة أسباب هذا الغمز بالإضافة إلى أعراض أخرى قد يتعرض إليها رواد الفضاء خلال رحلات طويلة مثل بعثة إلى المريخ.  بقي مارك مع زملائه في المحطة الفضائية الدولية قرابة سنة كاملة، محطة الفضاء الدولية كبيرة الحجم ويبلغ طولها نحو 108 متر، ويشبهها رواد الفضاء بكونها «شقة أربعة غرف». ولكن المكان الخاص لرائد الفضاء فهو لا يزيد عن دولاب به كيس ينام فيه ويتسع لحاسوب محمول وبعض الحاجيات الصغيرة الخاصة برائد الفضاء. يصحو رائد الفضاء في تمام الساعة 6:30 بتوقيت جرينيتش ويؤدي 30% من وقته اليومي في إجراء التجارب والاختبارات و40% في مزاولة نشاط رياضي للحفاط على لياقة جسمه وصحته، و30% من الوقت بأعمال صيانة للمحطة الفضائية التي تحوي 52 حاسوب، و13 كيلومتر من الأسلاك، و3.3 مليون من الشفرات والإشارات، وهي تعمل بـ 90 كيلوواط تولدها الألواح الشمسية للمحطة الفضائية.  انتهت الرحلة بسلام في فبراير 2016، ويهتم الأطباء حاليا بتقييم آثار الفضاء على سكوت كيلي وصحته. حيث تشمل الفحوصات الطبية التي أجريت على «سكوت» في الفضاء وعلى «مارك» على الأرض كفاءة عمل القلب، ومستويات الأكسجين في الدم، وكثافة العظام، وتغير سوائل الأعضاء. وتتبع كفاءة عمل الميكروبات الموجودة في أمعائهم (الميكروبات توجد في أمعاء كل إنسان طبيعيا وتساعده في عملية الهضم وإنتاج بعض الفيتامينات).  تمت كذلك دراسة الحالة النفسية لسكوت لمعرفة التأثير النفسي لوجوده بعيداً عن الأرض لمدة طويلة، وقام بتلك الاختبارات أطباء في علم النفس اتصلوا من الأرض مع سكوت ووجهوا إليه أسئلة في هذا الشأن ليتعرفوا على حالات الإجهاد والتأثيرات الانفعالية. في 12 مارس 2016 أعلن سكوت كيلي عزمه على التقاعد عن العمل في شهر أبريل 2016.  يُرصد المريخ، عندما يكون الكوكب قريبًا من الأرض وبالتالي يكون أكثر سهولة لرصده، ويحدث ذلك كل عامين. ويبرز أكثر عند المقابلة المريخية التي تحدث كل 15 أو 17 سنة حيث أنها تكون مميزة بسبب قرب المريخ من الحضيض، مما يجعله قريباً من الأرض.  اعتقد السومريون القدماء أن المريخ كان نيرغال، إله العالم السفلي والموت والوباء والأمراض. خلال العصور السومرية، كان نيرغال إلهًا بسيطًا قليل الأهمية، ولكن في أوقات لاحقة، أصبح المركز الرئيسي للعبادة بمدينة نينوى. في نصوص بلاد ما بين النهرين، يشار إلى المريخ بأنه «نجم الحكم على مصير الموتى».  تم رصد وجود المريخ ككائن متجول في سماء الليل من قبل علماء الفلك المصريين القدامى، وبحلول عام 1534 قبل الميلاد، كانوا على دراية بالحركة التراجعية للكوكب.  أثناء فترة الإمبراطورية البابلية الجديدة، كان الفلكيون البابليون يرصدون تحركات الكواكب وتسجيلها في سجلات من أجل توثيق سلوك الكواكب. بالنسبة إلى المريخ، فقد وثقوا بأن الكوكب قد صنع 37 دور مداري، أو 42 دائرة فلكية كل 79 عام. لقد اخترعوا أساليب حسابية لإجراء تصحيحات بسيطة على المواقع المتوقعة للكواكب. في الحضارة اليونانية القديمة، كان الكوكب يعرف باسم Πυρόεις.  في القرن الرابع قبل الميلاد، لاحظ أرسطو أن المريخ قد اختفى أثناء الإحتجاب وراء القمر، مما يشير إلى أن الكوكب كان بعيداً عن الأرض في حينه. حاول بطليموس، وهو يوناني يعيش في الإسكندرية، معالجة مشكلة الحركة المدارية للمريخ. تم تقديم نموذج بطليموس وعمله في مجال علم الفلك في كتابه المجسطي، والتي أصبحت أطروحة موثوقة عن علم الفلك الغربي على مدار أربعة عشر قرنًا.  يؤكد أدب حضارة الصين القديمة أن المريخ كان معروفًا من قبل الفلكيين الصينيين وتحديداً في القرن الرابع قبل الميلاد. في القرن الخامس الميلادي، قدّر علم الفلك الهندي قطر المريخ.  في ثقافات شرق آسيا، يشار إلى المريخ تقليديًا باسم «نجم النار» (الصينية: 火星)، استنادًا إلى نظرية العناصر الخمسة.  خلال القرن السابع عشر، قام تيخو براهي بقياس التخاطل للمريخ الذي استخدمه يوهانس كيبلر لإجراء حساب ابتدائي للمسافة النسبية للكوكب.  عندما أصبح التلسكوب متاحًا، تم قياس التخاطل للمريخ مرة أخرى بواسطة جيوفاني دومينيكو كاسيني في عام 1672 في محاولة لتحديد المسافة بين الشمس والأرض. قياسات التخاطل المبكرة أعيقت بسبب جودة الأدوات. كان الاحتجاب الوحيد للمريخ من كوكب الزهرة الذي تم ملاحظته يوم 13 أكتوبر 1590، الذي شاهده في هايدلبرغ.  في عام 1610م لوحظ المريخ من قبل الفلكي الإيطالي غاليليو غاليلي، الذي كان أول من شاهده عبر التلسكوب. أول عالم يرسم خريطة للمريخ ويعرض تضاريسه هو عالم الفلك الهولندي كريستيان هوغنس.  بحلول القرن التاسع عشر، وصلت دقة التلسكوبات إلى مستوى كافٍ لتحديد معالم سطح المريخ. وقعت مقابلة المريخ في 5 سبتمبر 1877م. في تلك السنة، استخدم الفلكي الإيطالي جيوفاني سكيابارلي تلسكوبًا قياسه 22 سم (8.7 بوصة) في ميلانو للمساعدة في إنتاج أول خريطة مفصلة للمريخ. تحتوي هذه الخرائط بشكل ملحوظ على قنوات، تم إظهار حقيقتها فيما بعد على أنها خداع بصري. كان من المفترض أن هذه القنوات أو «الأخاديد» عبارة عن خطوط مستقيمة طويلة على سطح المريخ، وقد أعطيت أسماء أنهار مشهورة على الأرض.  متأثرًا بالملاحظات، أسس المستشرق بيرسيفال لويل مرصدًا يحتوي على تلسكوبات 30 سم و45 سم (12 و18 بوصة). تم استخدام المرصد لاستكشاف المريخ في عام 1894م. نشر العديد من الكتب عن المريخ والحياة على هذا الكوكب، والتي كان لها تأثير كبير على الشعوب. تم العثور على القناة بشكل مستقل من قبل علماء الفلك الآخرين، مثل هنري جوزيف أناستاز ولويس تولو في نيس، حيث تم استخدام أكبر التلسكوبات في ذلك الوقت.  أدت التغييرات الموسمية (التي تتألف من تناقص القبعات القطبية والمناطق المظلمة التي تشكلت خلال صيف المريخ) إلى تكهنات حول وجود حياة على المريخ، حيث كان هناك اعتقاد قديم بأن المريخ يحتوى على البحار الشاسعة والغطاء النباتي. لم يصل التلسكوب إلى الدقة المطلوبة لإعطاء أي دليل على أي تكهنات حول وجود حياة على المريخ، تم استخدام التلسكوبات الكبيرة، ولوحظ عدد قليل من القنوات المستقيمة.  خلال رصده في عام 1909م من قبل كميل فلاماريون مع تلسكوب 84 سم (33 بوصة)، لوحظت أنماط غير منتظمة، ولكن لم تُرَ أي قناة.  حتى في الستينيات من القرن الماضي، نُشرت مقالات عن بيولوجيا المريخ، مع وضع توضيحات أخرى بخلاف الحياة للتغيرات الموسمية على المريخ. وقد تم نشر سيناريوهات مفصلة عن التمثيل الغذائي والدورة الكيميائية لنظام البيئة على سطح المريخ.  بمجرد زيارة المركبة الفضائية للكوكب خلال مهام ناسا بواسطة برنامج مارينر في الستينيات والسبعينيات، ساعدت نتائج تجارب الكشف عن الحياة بواسطة المركبة فايكنغ على فرضية بأن كوكب المريخ عبارة عن كوكب ميت.  سمح مارينر 9 وفايكينغ 1 بوضع خرائط أفضل للمريخ باستخدام البيانات من هذه المهمات، وكانت هناك قفزة كبرى إلى الأمام وهي مهمة مسح المريخ العالمي، التي بدأت في عام 1996 م وتم تشغيلها حتى أواخر عام 2006 م، والتي وفرت خرائط كاملة ومفصلة للمريخ يمكن الحصول على التضاريس، الحقل المغناطيسي والمعادن السطحية. هذه الخرائط متاحة على الإنترنت؛ على سبيل المثال في جوجل مارس. واصل مارس ريكونيسانس أوربيتر ومارس إكسبريس الإستكشافات باستخدام أدوات جديدة ودعم مهام الهبوط على المريخ.  توفر ناسا طريقتين عبر الإنترنت للإطلاع على المريخ وهما :  تم تسمية المريخ باسم إله الحرب الروماني. في الثقافات المختلفة يمثل المريخ الذكور أو الشباب، ويستخدم رمز وهو عبارة عن دائرة بها سهم يشير إلى أعلى اليمين كرمز للجنس الذكوري.  أدت الإخفاقات العديدة في تحقيقات استكشاف المريخ إلى ظهور ثقافة مضادة ساخرة تحمّل الفشل على كوكب الأرض مثل «مثلث برمودا» أو «لعنة المريخ» أو «غول المجرة العظيم» الذي يلتهم مركبات الفضاء المريخية.  انفجرت فكرة عصرية متمثلة في أن المريخ كان يسكنه الأذكياء في أواخر القرن التاسع عشر. طرحت ملاحظة «القنوات» التي أطلقها جيوفاني سكيابارلي إلى جانب كتب بيرسيفال لويل حول هذا الموضوع المفهوم المعياري لكوكب المريخ.  أضافت ملاحظات وإعلانات عديدة لشخصيات بارزة أطلق عليها «حمى المريخ». في عام 1899م لاحظ المخترع نيكولا تسلا إشارات متكررة باستخدام أجهزة الإستقبال الخاصة به في مختبره في كولورادو سبرينغس، اعتقد فيما بعد بأن تكون اتصالات لاسلكية قادمة من كوكب آخر، ربما يكون كوكب المريخ.  في مقابلة عام 1901 ذكر نيكولا تسلا:  بعد مرور بعض الوقت عندما طرحت الفكرة في ذهني، قد تكون الإشارات التي لاحظتها ناتجة عن تحكم ذكي. على الرغم من أنني لم أستطع فك رموز معناها، إلا أنه كان من المستحيل بالنسبة لي أن أفكر فيها على أنها كانت عرضية تمامًا. ينمو الشعور بإستمرار على أنني كنت أول من سمع تحية كوكب لآخر.  حصلت نظريات تسلا على دعم من اللورد كلفن أثناء زيارته للولايات المتحدة في عام 1902، ذكر أنه يعتقد أن تسلا التقط إشارات المريخ التي يتم إرسالها إلى الولايات المتحدة. نفى كلفن بشدة هذا التقرير قبل مغادرته بفترة وجيزة وقال: «ما قلته حقًا هو أن سكان المريخ إن وجدو، كانوا بلا شك قادرين على رؤية نيويورك، وخاصة وهج الكهرباء». في مقال نشرته صحيفة نيويورك تايمز عام 1901م، قال إدوارد تشارلز بيكرنج مدير مرصد كلية هارفارد، إنهم تلقوا برقية من مرصد لويل في أريزونا ذكر بها أن المريخ كان يحاول التواصل مع الأرض.  اقترح إدوارد تشارلز بيكرنج فيما بعد إنشاء مجموعة من المرايا في تكساس، تهدف إلى إشارة المريخ.  في العقود الأخيرة، لم تكشف الخريطة عالية الدقة لسطح المريخ، عن أي آثار للسكن من خلال الحياة «الذكية»، لكن التكهنات المزعومة حول الحياة الذكية على المريخ مازالت مستمرة مثل ريتشارد تشارلز هوغلاند.  كتب عالم الفلك كارل ساجان:  أصبح المريخ نوعًا من الساحة الأسطورية التي توقعنا عليها آمالنا ومخاوفنا الدنيوية.  تم تصوير المريخ في الخيال بسبب لونه الأحمر الدرامي والتكهنات العلمية في القرن التاسع عشر بأن ظروف سطحه قد لا تدعم الحياة فحسب بل الحياة الذكية. لذلك نشأ عدد كبير من سيناريوهات الخيال العلمي، من بينها قصة الكاتب هربرت جورج ويلز بعنوان حرب العوالم، التي نُشرت في عام 1898م والتي يسعى فيها سكان كوكب المريخ إلى الهروب من كوكبهم المحتضر عن طريق غزو الأرض.  من بين الأعمال المؤثرة السجلات المريخية للكاتب الكبير راي برادبري، حيث قام المستكشفون البشريون بتدمير حضارة المريخ عن طريق الخطأ، سلسلة إدغار رايس بوروس بعنوان بارسوم، رواية سي. إس. لويس بعنوان خارج الكوكب الصامت (1938)، وعدد من القصص للكاتب الأمريكي روبرت أنسون هاينلاين قبل منتصف الستينات.  أشار جوناثان سويفت إلى أقمار المريخ، قبل حوالي 150 عام من اكتشافها الفعلي من قِبل أساف هول، موضحًا الأوصاف الدقيقة المعقولة لمداراتهم، في الفصل التاسع عشر من روايته «رحلات غوليفر».  ظهرت شخصية كوميدية لمريخي ذكي يدعى مارفن ذا مارشن، في عام 1948 م كشخصية في الرسوم المتحركة لوني تونز من وارنر براذرز، واستمرت كجزء من الثقافة الشعبية حتى الوقت الحاضر.  بعد أن عادت المركبة الفضائية مارينر وفايكينغ 1 صوراً للمريخ كما هي في الحقيقة، يبدو أنه عالم بلا حياة. إن التخمينات العلمية الزائفة حول المريخ وغيرها من المعالم المبهمة التي اكتشفتها تحقيقات الفضاء، تعني أن الحضارات القديمة لا تزال موضوعًا شائعًا في الخيال العلمي، وخاصة في الأفلام.