První úspěšnou misí sovětského Marsu bylo vyslání automatické meziplanetární stanice Mars-2 třetí generace na „rudou planetu“. Mars-2 měl zkoumat Mars jak z jeho oběžné dráhy, tak přímo z povrchu planety.
Mars-2
AMS sestávala z orbitální stanice (umělý satelit pro průzkum Marsu) a sestupového vozidla. Navigace ve vesmíru byla prováděna pomocí orientace na Slunce, hvězdu Canopus a Zemi. Sovětský svaz plánoval provést seriózní výzkumné práce na Marsu, pro tento účel měla AMS veškeré potřebné vybavení: infračervený fotometr pro studium reliéfu povrchu měřením množství oxidu uhličitého, ultrafialový fotometr pro stanovení hustoty horních vrstev atmosféry. Počitadlo částic kosmického záření a mnoho dalších zařízení. Sestupové vozidlo bylo také automatizováno a nakonfigurováno pro autonomní provoz a řízení.
Stanice byla vypuštěna z kosmodromu Bajkonur 19. května 1971. Let stanice na Mars trval více než 6 měsíců. Let byl proveden podle programu a, jak se říká, nic předznamenalo potíže, teprve v poslední fázi (nejdůležitější, to je třeba připustit), kvůli nesprávným výpočtům sestupové vozidlo vstoupilo do atmosféry pod úhlem větším, než je zadaný, padákový systém byl za takových podmínek neúčinný a po průchodu atmosférou Marsu zařízení havarovalo. Na počest naší země se náš přistávací modul, i když havaroval, stal prvním umělým objektem na planetě. Po více než osm měsíců prováděla orbitální stanice komplexní studie Marsu a během svého provozu dokončila 362 otáček kolem planety.
Mars-3
Další ruská mise na Mars byla úspěšnější. Při vývoji programu Mars-3 byly zohledněny nedostatky předchozího startu. Byla spuštěna 9 dní po Marsu-2, stanice Mars-3 úspěšně dosáhla marťanské oběžné dráhy o šest měsíců později. Lander poprvé v historii provedl měkké přistání na povrchu „rudé planety“.
Propagační video:
Po jedné a půl minutě přípravného období začalo zařízení fungovat a začalo vysílat panorama okolního povrchu, ale po 14 a půl sekundách „marťanská show“skončila. Tuto „show“lze samozřejmě nazvat úsekem: AMC přenášelo pouze prvních 79 řádků foto-televizního signálu, které byly šedým pozadím bez jediného detailu, totéž se stalo s vysíláním z druhého telephotometru. Předpokládaly se různé verze nesprávného fungování zařízení: koronový výboj v anténách vysílače, poškození baterie … ale konečné rozhodnutí o důvodech poruchy nebylo učiněno. Jinak Marťané udělali něco chytrého.
Mars-4
21. července 1973 byla z kosmodromu Bajkonur vypuštěna AMS Mars-4. 204 dní po startu, 10. února 1974, letěla kosmická loď ve vzdálenosti 1844 km od povrchu Marsu. 27 minut před tímto okamžikem byly zapnuty jednořádkové opticko-mechanické skenery - telephotometry, pomocí nichž byla pořizována panoramata dvou oblastí povrchu Marsu (v oranžové a červené infračervené oblasti).
Poprvé v praxi ruské kosmonautiky se letu zúčastnily čtyři kosmické lodě. Na Mars-4 bylo přiděleno mnoho úkolů: studium distribuce vodní páry na disku planety, stanovení složení plynu a hustoty atmosféry, měření toků elektronů a protonů podél dráhy letu a v blízkosti planety, studium spekter správné záře atmosféry Marsu a mnoho dalších. Hlavním úkolem Marsu-4 bylo navázat kontakt s automatickými stanicemi na povrchu Marsu. Kosmická loď Mars-4 provedla fotografie Marsu z trajektorie průletu. Na velmi kvalitních fotografiích povrchu planety lze rozeznat detaily až do velikosti 100 m. Díky tomu je fotografie jedním z hlavních prostředků ke studiu planety. S jeho pomocí byly pomocí barevných filtrů syntetizovány negativy získány barevné obrazy řady oblastí povrchu Marsu. Barevné obrázky jsou také vysoce kvalitní a jsou vhodné pro areologicko-morfologické a fotometrické studie. Mars-4 bohužel nesplnil všechny úkoly, které mu byly přiděleny.
Mars-5
Mars-5 AMS byl vypuštěn čtyři dny po startu Mars-4. Úkoly, které mu byly přiděleny, se od předchozí mise příliš nelišily. Stanice Mars-5 úspěšně vstoupila na oběžnou dráhu kolem planety, ale okamžitě došlo k odtlakování prostoru přístroje, v důsledku čehož operace stanice trvala jen asi dva týdny. Vědecké přístroje umístěné na stanici Mars-5 byly určeny hlavně ke studiu řady nejdůležitějších vlastností povrchu planety a blízkého planetárního prostoru z oběžné dráhy. Zařízení bylo vybaveno fotometrem Lyman-alfa, navrženým společně sovětskými a francouzskými vědci a určeným k hledání vodíku v horních vrstvách atmosféry Marsu. Magnetometr instalovaný na palubě měřil magnetické pole planety.
K měření povrchové teploty byl určen infračervený radiometr pracující v rozmezí 8–40 mikronů. Umělá družice Marsu, kosmická loď Mars-5, přenášela na Zemi nové informace o planetě a okolním prostoru; vysoce kvalitní fotografie marťanského povrchu, včetně barevných, byly získány z oběžné dráhy satelitu. Studie magnetického pole v blízkomarťanském prostoru prováděné kosmickou lodí potvrdily závěr učiněný na základě podobných studií kosmické lodi Mars-2, -3, že v blízkosti planety existuje magnetické pole řádově 30 gama (7-10krát větší než meziplanetární nerušený pole nesená slunečním větrem). Předpokládalo se, že toto magnetické pole patří samotné planetě a „Mars-5“pomohl získat další argumenty ve prospěch této hypotézy. Poprvé byla teplota atomového vodíku v horních vrstvách atmosféry Marsu přímo měřena pomocí podobných měření z kosmické lodi Mars-5. Předběžné zpracování údajů ukázalo, že tato teplota se blíží 350 ° K. Navzdory skutečnosti, že práce stanice netrvala dlouho, během jejího provozu byly získány četné informace o Marsu, jeho atmosféře a magnetickém poli.
Mars 6
Další náš přistávací modul skončil na Marsu díky AMS Mars-6 vypuštěnému z kosmodromu Bajkonur 5. srpna 1973. Bohužel ani tentokrát nedošlo k měkkému přistání. Během sestupu nebyly ze zařízení MX 6408M žádné digitální informace, ale pomocí zařízení Zubr, IT a ID byly získány informace o přetížení, změnách teploty a tlaku. Bezprostředně před přistáním došlo ke ztrátě komunikace s letadlem.
Poslední telemetrie, která z ní byla přijata, potvrdila vydání příkazu k zapnutí motoru měkkého přistání. Znovuobjevení signálu se očekávalo 143 sekund po zmizení, ale nestalo se tak, nicméně data získaná při sestupu již přinesla významné výsledky a významně přispěla ke studiu Marsu. Sestupové vozidlo Mars-6 přistálo na planetě a poprvé vyslalo na Zemi údaje o parametrech marťanské atmosféry získané během sestupu. Mars 6 měřil chemické složení marťanské atmosféry pomocí hmotnostního spektrometru typu RF. Brzy po otevření hlavního padáku fungoval mechanismus otevírání analyzátoru a atmosféra Marsu získala přístup k zařízení. Předběžná analýza naznačuje, že obsah argonu v atmosféře planety může být asi jedna třetina. Tento výsledek má zásadní význam pro pochopení vývoje atmosféry Marsu. Sestupové vozidlo bylo také použito k měření tlaku a teploty okolí; výsledky těchto měření jsou velmi důležité jak pro rozšíření znalostí o planetě, tak pro identifikaci podmínek, v nichž by budoucí marťanské stanice měly fungovat.
Spolu s francouzskými vědci byl také proveden radioastronomický experiment - měření sluneční rádiové emise v rozsahu metrů. Příjem záření současně na Zemi a na palubě kosmické lodi umístěné stovky milionů kilometrů od naší planety umožňuje rekonstruovat volumetrický obraz procesu generování rádiových vln a získat data o tokech nabitých částic odpovědných za tyto procesy. V tomto experimentu byl také vyřešen další problém - hledání krátkodobých výbuchů rádiové emise, které mohou, jak se předpokládá, vznikat ve vzdáleném prostoru v důsledku explozivních jevů v jádrech galaxií, během výbuchů supernov a dalších procesů.
Mars 7
Mars 7 byl vypuštěn 9. srpna 1973. Tato mise na Mars byla neúspěšná. Sestupové vozidlo prošlo 1400 kilometrů od povrchu Marsu a vyrazilo do vesmíru. Cílový program Marsu-7 tedy nebyl splněn, ale při provádění autonomního letu zůstalo vozidlo sestupu funkční a přenášelo informace do letového vozidla prostřednictvím rádiových linek KD-1 a RT-1. Komunikace s letovým vozidlem Mars-7 byla udržována až do 25. března 1974.
Během operace Mars-7 v září-listopadu 1973 bylo zaznamenáno spojení mezi zvýšením protonového toku a rychlostí slunečního větru. Předběžné zpracování údajů kosmické lodi Mars-7 o intenzitě záření v rezonanční linii Lyman-alfa atomového vodíku umožnilo odhadnout profil této linie v meziplanetárním prostoru a určit v něm dvě složky, z nichž každá přibližně stejně přispívá k celkové intenzitě záření. Získané informace umožní vypočítat rychlost, teplotu a hustotu mezihvězdného vodíku proudícího do sluneční soustavy a také zdůraznit příspěvek galaktického záření k liniím Lyman-alfa. Tento experiment byl proveden ve spolupráci s francouzskými vědci.
Projekt Phobos
Projekt Phobos byl dalším krokem ve studiu Marsu a jeho satelitu. Byla zahájena po úspěšné spolupráci se západními vědeckými organizacemi v rámci projektu AMS „Vega“. Navzdory skutečnosti, že hlavní úkol projektu zůstal nenaplněn a bylo plánováno dodání vozidel pro sestup na satelit Mars, přinesl projekt výsledky. Zkoumání Marsu, Phobosu a téměř marťanského prostoru, prováděné po dobu 57 dnů ve fázi orbitálního pohybu kolem Marsu, umožnilo získat jedinečné vědecké výsledky týkající se tepelných charakteristik Phobosu, plazmatického prostředí Marsu a jeho interakce se slunečním větrem.
Například rychlost eroze marťanské atmosféry způsobená interakcí se slunečním větrem byla odhadnuta pomocí iontového spektrometru instalovaného na palubě kosmické lodi Phobos-2 na základě toku kyslíkových iontů opouštějících marťanskou atmosféru a program průzkumu sovětského Marsu skončil. Zahájení dalšího, již ruského, aparátu pro průzkum Marsu - stanice Mars-96 v roce 1996 - skončilo neúspěchem. Spuštění dalšího ruského přístroje pro studium Marsu a jeho satelitů (Phobos-půdy) se uskutečnilo 9. listopadu 2011. Hlavním účelem tohoto zařízení je dodat na Zemi vzorek půdy Phobos. V ten den se zařízení dostalo na referenční oběžnou dráhu, ale příkaz k zapnutí pohonného systému z nějakého důvodu neprošel. 24. listopadu byly oficiálně ukončeny pokusy o obnovení pracovní kapacity,a v únoru 2012 zařízení nekontrolovatelně vstoupilo do hustých vrstev atmosféry a spadlo do oceánu.