マルス2号
オービターは降下モジュールを分離した後にエンジンを噴射し、高度1,380 x 24,940 km、軌道周期18時間、軌道傾斜角48.9°の火星周回軌道に入った。通常、科学機器は近点を通過する30分の間だけ起動された。
オービターの主要な目的は、火星の地表と雲の撮影、温度の測定、地形や地表の組成・物理的特徴の研究、大気の組成の測定、太陽風や惑星間の磁場・火星の磁場のモニター、またランダーから地球への伝送の中継である。
オービターが火星に到達した際、偶然にも火星では非常に大きい砂嵐が発生しており、ミッションに悪影響を与えた。1971年11月14日、マルス2号・3号が火星に到着する2週間前、アメリカのマリナー9号が火星の軌道に入った。このとき火星の大気は「惑星規模の塵のローブ、これまで観測された中で最も大きい嵐」で厚く覆われており、惑星科学者たちを驚かせた。地表は完全に隠されていた。マルス2号、3号のコンピュータを再プログラムすることはできなかったため、オービターは火星に到着するとすぐにランダーを砂嵐の中に送り出してしまった。