水手7号飞近火星时拍摄的两张火星半球照片（上）及水手6、7号的模型（下）
Part 02
火星大航海
前苏联和美国的太空竞赛在1970年前后达到高潮。1971年5月19日和28日，前苏联发射了火星2号、3号（Mars 2， Mars 3），5月9日和30日，美国发射了水手8号、9号。美苏两家的目标都是在火星部署轨道器。
水手8号发射失败，但是水手9号十分争气，竟然再次后发先至，抢在前苏联的两枚探测器之前切入火星轨道，于1971年11月14日，成为了人类第一枚火星轨道环绕器。水手9号在火星轨道上工作了519天后关机，在其前349天的工作中，它共传回了7329张照片，观测了大量过去的任务未能仔细观察的区域。它发现了大量的火星表面细节特征，包括河床、撞击坑、还包括太阳系中地球之外的第一座，也是最大的火山：奥林匹斯火山。其观测数据直接指导了美国接下来的“海盗（Viking）”系列任务。
上：水手9号模型；左下：水手9号发现的火星表面迷宫一般的地貌；右下：水手9号拍摄的奥林匹斯火山。
前苏联的火星2号、3号虽然没有抢到第一的位置，但本身也是非常优秀的探测器。11月27日和12月2日，两枚探测器相继进入火星环绕轨道。在进入轨道的同时，二者分别释放了一个着陆器，每个着陆器里还藏着一个小小的巡视车。火星2号着陆器没能成功着陆，成为了首个坠毁在火星表面的人造物；火星3号着陆器成功软着陆，但似乎被火星当时的强烈沙尘暴损坏了。它着陆后104.5秒就失去了信号，只传输回一张残缺的图片，成为了人类首个在火星软着陆的探测器。火星2号和3号也开展了广泛的火星表面测绘工作，测量出奥林匹斯山那惊人的22千米的高度，发现火星表面温度在-110℃至13℃之间，沙尘暴高度可达7千米。此外，他们还携带了磁场、重力等相关测量装置，测定出火星电离层高度大约80-110km。火星3号着陆器还拍摄了人类第一张火星表面的照片——虽然只有70行。据前苏联Lavochkin设计局当时的总设计师V. G. Perminov透露，这张图片是一张“灰色底色但没有细节”的图片。
Mars 2，Mars 3的设计图（上）和巡视器模型（左下），着陆器模型（右下）
在航天工程领域，运气的成份似乎一直占比很大。从上面的任务开始，美苏的“火星运”就开始走向两个极端。前苏联连战连败，后续的多个着陆器都失败了，一直遗传到现在的俄罗斯，后面甚至传染给了欧盟；美国却连战连捷，鲜有败绩，渐渐成为了火星探测的老大哥。