火星探测是人类开展深空探测的关键性步骤，必然成为继月球之后的深空探测热点。自20世纪60年代起，人类进行火星探测的历程中成功的不足一半，但这也阻挡不了人类对这颗红色星球的热情。本文选取3个著名的探测器进行介绍。

火星勘测轨道器（MRO）是最著名的火星探测器之一，其主要任务目标是研究火星表面、次表面和大气，并为未来的火星探测任务寻找可能的着陆点。该探测器于2005年8月12日发射，目前仍然在环火轨道正常运行，获取了大量科学数据。

火星勘测轨道器发射质量约2180千克，由运载火箭直接发射进入地火转移轨道，经过约6个月的飞行后到达火星实施制动捕获。它是一个采用“大气制动”减速技术来缓慢进入环火工作轨道的探测器，其原理就是利用探测器在火星大气层中飞行时受到的大气阻力，不断降低轨道高度。经过6个月的大气制动，探测器最终进入255千米×320千米的极地科学探测轨道，轨道周期为112分钟。

火星大气与挥发演化探测器（MAVEN）的主要科学目标是利用其携带的载荷，通过测量火星大气逃逸速率和相关过程，确定火星大气消失的历史，从而得到火星气候演化的相关答案。它是第一个以研究火星大气为主要任务的轨道飞行器。

火星大气与挥发演化探测器，2013年11月19日发射，于2014年9月到达火星并成功完成环绕。在到达火星的两年时间内（2014年10月至2016年4月），火星大气与挥发演化探测器至少5次通过轨道调整从距离火星表面仅124千米的高度掠过，这意味着它可以直接与火星大气层“亲密接触”，从而采集大气样本进行分析。它在完成探测任务的同时，还可为在火星表面执行探测任务的火星车提供数据中继服务，其对地传输数据传输率可达10Mbps。

火星科学实验室(MSL)的主要科学目标为：挖掘火星土壤，钻取火星岩石粉末，对岩石样本进行分析，探测火星过去、现在是否具有支持微生物生存的环境，从而确定火星表面是否具有可居住性。该探测器于2011年11月26日发射。

火星科学实验室携带著名的“好奇号”火星车。在火星科学实验室任务着陆火星过程中，首先利用锥形气动外壳进行气动减速，接下来使用降落伞进行减速，最后首次使用“空中起重机”新型着陆技术在火星上软着陆，对火星表面高精度着陆技术进行验证，为后续的采样返回和载人火星探测提供技术支撑。针对火星上的恶劣环境，“好奇号”采用多任务放射性同位素热电机来进行供电，而非传统太阳能电池阵供电方式，避免了在火星沙尘暴中被沙尘覆盖失去发电能力的风险。