Մեկ օր անց, 1967 հոկտեմբերի 19-ին, ամերիկյան Մարիներ-5 կայանը անցավ մոլորակի ամպերից 4000 կմ-ից պակաս հեռավորության վրա։ Մարիներ-5 կայանը ի սկզբանե նախատեսված էր որպես փոխարինող կայան Մարիներ-4 կայանի համար, որը հաջողությամբ կատարեց անցում Մարս մոլորակի մոտով, և քանի որ առաքելությունը հաջողվեց, որոշվեց ուղարկել Մարիներ-5-ը Վեներա մոլորակի մոտ։ Կայանի վրա տեղադրված սարքավորումները շատ ավելի զգայուն էին քան Մարիներ-2 կայանի վրա տեղադրվածները, մասնավորապես, ռադիո օսկուլացիայի փորձը թույլ տվեց պարզելու Վեներայի մթնոլորտի կազմությունը, ճնշումը և խտությունը[52]։ Միացյալ Վեներա-4 - Մարիներ-5 կայանների տվյալները վերլուծվեցին գիտնականների միավորված սովետա-ամերիկյան թիմի կողմից, մի շարք գիտական հանդիպումների ընթացքում հաջորդող տարվա ընթացքում[53], սա առաջին տիեզերական համագործակցության փորձերից մեկն էր[54]։