Първата успешна съветска мисия на марсианците е изпращането до "червената планета" на автоматичната междупланетна станция Марс-2 от трето поколение. Марс-2 беше предназначен да изследва Марс както от орбитата му, така и директно от повърхността на планетата.
Марс-2
AMS се състоеше от орбитална станция (изкуствен спътник за изследване на Марс) и спускащо се превозно средство. Навигацията в Космоса се извършва с помощта на ориентация към Слънцето, звездата Канопус и Земята. Съветският съюз планира да извърши сериозна изследователска работа на Марс, като за тази цел AMS разполагаше с цялото необходимо оборудване: инфрачервен фотометър за изследване на релефа на повърхността чрез измерване на количеството въглероден диоксид, ултравиолетов фотометър за определяне на плътността на горните слоеве на атмосферата. Брояч на частици от космически лъчи и много други устройства. Спускащото се превозно средство също беше автоматизирано и конфигурирано за автономна експлоатация и контрол.
Станцията е изстреляна от космодрума Байконур на 19 май 1971 г. Полетът на станцията до Марс продължи повече от 6 месеца. Полетът се изпълняваше по програмата и, както се казва, нищо не предвещаваше неприятности, само на последния етап (най-важното, трябва да се признае), поради неправилни изчисления, спускащото се превозно средство влезе в атмосферата под ъгъл, по-голям от посочения, парашутната система беше неефективна при такива условия и след преминаване през атмосферата на Марс устройството се разби. За чест на нашата страна, нашият спускаем апарат, макар и да се разби, въпреки това стана първият изкуствен обект на планетата. В продължение на повече от осем месеца орбиталната станция извършва цялостни изследвания на Марс, като е извършила 362 оборота около планетата по време на нейната експлоатация.
Марс-3
Следващата руска мисия на Марс се оказа по-успешна. При разработването на програмата Mars-3 бяха взети предвид недостатъците на предишното изстрелване. Изстреляна 9 дни след Марс-2, станцията Марс-3 успешно достига до орбита на Марс шест месеца по-късно. Десантът за първи път в историята направи меко кацане на повърхността на "червената планета".
Промоционално видео:
След минута и половина от подготвителния период устройството започна да работи и започна да излъчва панорама на заобикалящата го повърхност, но след 14 секунди и половина „Марсианското шоу“приключи. Това „шоу“, разбира се, може да се нарече участък: AMC предаде само първите 79 реда от фототелевизионния сигнал, които бяха сив фон без нито един детайл, същото се случи и с излъчването от втория телеметър. Предполагаха се различни версии за неправилна работа на устройствата: коронен разряд в антените на предавателя, повреда на батерията … но окончателното решение за причините за неизправността не беше взето. Не иначе, марсианците са направили нещо умно.
Марс-4
На 21 юли 1973 г. космическият апарат Mars-4 AMS е изстрелян от космодрума Байконур. 204 дни след изстрелването, на 10 февруари 1974 г., космическият кораб лети на разстояние 1844 км от повърхността на Марс. 27 минути преди този момент бяха включени едноредови оптично-механични скенери - телефотометри, с помощта на които бяха направени панорами на две области от повърхността на Марс (в оранжевия и червения инфрачервен диапазон).
За първи път в практиката на руската космонавтика четири космически кораба взеха участие в полет. На Марс-4 бяха възложени много задачи: изучаване на разпределението на водните пари върху диска на планетата, определяне на газовия състав и плътност на атмосферата, измерване на потоците от електрони и протони по траекторията на полета и близо до планетата, изучаване на спектрите на правилното сияние на атмосферата на Марс и много други. Основната задача на Марс-4 беше да влезе в контакт с автоматични станции на повърхността на Марс. Космическият кораб "Марс-4" направи снимки на Марс от траекторията на полета. На снимките на повърхността на планетата, които са с много високо качество, могат да се различат детайли с размер до 100 м. Това прави фотографията едно от основните средства за изследване на планетата. С негова помощ, използвайки цветни филтри чрез синтезиране на негативи, са получени цветни изображения на редица области от повърхността на Марс. Цветните изображения също са с високо качество и са подходящи за ареологично-морфологични и фотометрични изследвания. За съжаление Марс-4 не изпълни всички възложени му задачи.
Марс-5
Марс-5 AMS беше изстрелян четири дни след изстрелването на Марс-4. Задачите, които му бяха възложени, не се различаваха много от предишната мисия. Станцията Марс-5 успешно навлезе в орбита около планетата, но веднага отделението за инструментите беше разхлабено, в резултат на което работата на станцията продължи само около две седмици. Научните инструменти, разположени на станция Марс-5, са били предназначени главно за изучаване на редица най-важни характеристики на повърхността на планетата и близо до планетарното пространство от орбита. Устройството е оборудвано с фотометър Lyman-alpha, проектиран съвместно от съветски и френски учени и предназначен за търсене на водород в горните слоеве на атмосферата на Марс. Магнитометър, инсталиран на борда, измерва магнитното поле на планетата.
Инфрачервен радиометър, работещ в диапазона от 8-40 микрона, беше предназначен за измерване на повърхностната температура. Изкуственият спътник на Марс, космическият кораб Марс-5, предаде на Земята нова информация за планетата и околното пространство; от сателитната орбита са получени висококачествени снимки на марсианската повърхност, включително цветни. Изследванията на магнитното поле в близо до марсианското пространство, извършени от космическия кораб, потвърдиха заключението, направено въз основа на подобни изследвания на космическия кораб Марс-2, -3, че в близост до планетата има магнитно поле от порядъка на 30 гама (7-10 пъти по-голямо от междупланетното необезпокоявано полета, носени от слънчевия вятър). Предполагаше се, че това магнитно поле принадлежи на самата планета и „Марс-5“помогна да се получат допълнителни аргументи в полза на тази хипотеза. За първи път температурата на атомния водород в горните слоеве на атмосферата на Марс е директно измерена с помощта на подобни измервания от космическия кораб Марс-5. Предварителната обработка на данните показа, че тази температура е близо до 350 ° К. Въпреки факта, че работата на станцията не трае дълго, по време на нейната експлоатация е получена многобройна информация за Марс, неговата атмосфера и магнитно поле.
Марс 6
Друг от нашия десант се озова на Марс благодарение на AMS Mars-6, изстрелян от космодрума Байконур на 5 август 1973 г. За съжаление и този път нямаше меко кацане. По време на спускането нямаше цифрова информация от устройството MX 6408M, но с помощта на устройствата Zubr, IT и ID беше получена информация за претоварвания, промени в температурата и налягането. Непосредствено преди кацането комуникацията със самолета е загубена.
Последната получена телеметрия от него потвърждава издаването на команда за включване на двигателя за меко кацане. Повторната поява на сигнала се очакваше 143 секунди след изчезването, но това не се случи, но данните, получени по време на спускането, вече донесоха значителни резултати и имаха голям принос за изследването на Марс. Спускащото се превозно средство Марс-6 се приземи на планетата, като за първи път предаде на Земята данни за параметрите на марсианската атмосфера, получени по време на спускането. Mars 6 измерва химичния състав на марсианската атмосфера с помощта на RF спектрометър. Скоро след отварянето на основния парашут механизмът за отваряне на анализатора заработи и атмосферата на Марс получи достъп до устройството. Предварителен анализ предполага, че съдържанието на аргон в атмосферата на планетата може да бъде около една трета. Този резултат е от основно значение за разбирането на еволюцията на атмосферата на Марс. Спускащото се превозно средство също измерва налягането и околната температура; резултатите от тези измервания са много важни както за разширяване на знанията за планетата, така и за идентифициране на условията, при които бъдещите марсиански станции трябва да работят.
Заедно с френски учени е извършен и радиоастрономически експеримент - измервания на слънчевата радиоизлъчване в обхвата на измервателния уред. Приемането на радиация едновременно на Земята и на борда на космически кораб, разположен на стотици милиони километри от нашата планета, дава възможност да се възстанови обемната картина на процеса на генериране на радиовълни и да се получат данни за потоците от заредени частици, отговорни за тези процеси. В този експеримент беше решен и друг проблем - търсенето на краткосрочни изблици на радиоизлъчване, които могат, както се предполага, да възникнат в далечно пространство поради експлозивни явления в ядрата на галактиките, по време на експлозии на свръхнова и други процеси.
Марс-7
Марс 7 е изстрелян на 9 август 1973 г. Тази мисия до Марс беше неуспешна. Спускащото се превозно средство премина на 1400 километра от повърхността на Марс и излезе в космоса. По този начин целевата програма на Марс-7 не беше изпълнена, но, като извърши автономен полет, спускащото се превозно средство запази своята работоспособност и предаде информация на летателното превозно средство чрез радиовръзки KD-1 и RT-1. Комуникацията с летателния апарат Марс-7 се поддържа до 25 март 1974 г.
По време на експлоатацията на Марс-7 през септември-ноември 1973 г. е регистрирана връзка между увеличаването на потока на протона и скоростта на слънчевия вятър. Предварителната обработка на данните на космическия кораб "Марс-7" за интензивността на излъчване в резонансната линия на Лиман-алфа на атомния водород даде възможност да се оцени профилът на тази линия в междупланетното пространство и да се определят два компонента в нея, всеки от които има приблизително равен принос към общия обем на интензивността. Получената информация ще даде възможност да се изчисли скоростта, температурата и плътността на междузвездния водород, вливащ се в Слънчевата система, както и да се подчертае приносът на галактическата радиация към линиите на Лиман-алфа. Този експеримент е проведен в сътрудничество с френски учени.
Проект Фобос
Проектът Фобос беше следващата стъпка в изследването на Марс и неговия спътник. Стартира след успешното сътрудничество със западни научни организации в рамките на проекта AMC "Vega". Въпреки факта, че основната задача на проекта остава неизпълнена и е планирана доставка на спускащи се превозни средства до спътника на Марс, проектът дава резултати. Изследванията на Марс, Фобос и почти марсианското пространство, извършени в продължение на 57 дни на етапа на орбитално движение около Марс, позволиха да се получат уникални научни резултати относно топлинните характеристики на Фобос, плазмената среда на Марс и взаимодействието му със слънчевия вятър.
Например скоростта на ерозия на марсианската атмосфера, причинена от взаимодействието със слънчевия вятър, е оценена с помощта на йонния спектрометър, инсталиран на космическия кораб "Фобос-2" въз основа на потока кислородни йони, напускащи марсианската атмосфера, и съветската програма за изследване на Марс приключва. Пускането на следващия, вече руски апарат за изследване на Марс - станцията Марс-96 през 1996 г., завърши с неуспех. Пускането на следващия руски апарат за изследване на Марс и неговите спътници (Фобос-почва) се състоя на 9 ноември 2011 г. Основната цел на това устройство е да достави проба от почвата Фобос на Земята. На този ден устройството навлезе в референтната орбита, но по някаква причина командата за включване на задвижващата система не премина. На 24 ноември опитите за възстановяване на работоспособността бяха официално прекратени,и през февруари 2012 г. устройството неконтролируемо навлиза в плътните слоеве на атмосферата и пада в океана.
