人类使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。几乎就在人类刚刚有能力挣脱地球引力飞向太空的时候，第一个火星探测器也开始了它的旅程。最早期的探测器几乎都失败了，而火星探测也就是在一次又一次的失败中不断前进。进入20世纪90年代以后，美国为进一步弄清火星情况，接连向火星发射探测器。1999年9月23日，美国又发射了“火星气候”飞船，因工程师混淆了英制和公制的计量单位，致使该飞船在火星上空坠毁。不久后，美国的另一艘飞船“火星极地登陆者”在着陆时，因下降过程中登陆器的腿误伸开，由此产生的虚假信号造成了登陆器已经登陆的假象，结果当登陆器还在火星上空时，就过早地关闭了发动机，致使其坠落在火星上。之后不久，美国宇航局研制了一个新的宇宙探测器——“奥德赛”。
吸取了前两次失败的教训，美国宇航局对“奥德赛”的发射异常认真，增加了检查人员，反复核查问题，消除一切可能的故障。他们为此花费1200万美元重新检查了可能导致飞船坠毁的2200个操作过程。为了确保成功，美国宇航局还撤掉了原本与它同行的火星登陆器，把火星登陆器推迟两年发射。“奥德赛”花了3年时间才研制成功，发射总价值高达2.97亿美元，飞船本身价值为1.51亿美元。
2001年4月7日上午11点02分，重达758公斤、大小如同一辆小轿车的“奥德赛”从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场发射升空。大约1小时后，位于澳大利亚的“深空网络”工作站就接收到了它发出的第一个信号，信号表明探测器状态正常。又过了半个小时，火箭以4万多公里的时速脱离地球轨道，稳步飞向火星轨道。
“奥德赛”以每秒5.907公里的高速，在经过大半年的星球旅行后靠近了火星。在距离火星轨道约1547公里处，探测器上的发动机自动点火，使它的速度减少到了每秒1.420公里。2001年10月24日上午11时，美国宇航局喷气喷射实验室内的空气凝固了，屋里的人或者目不转睛地盯着控制台上暗绿色的荧光屏，或者死死地盯着墙上的投影大屏幕，大家的耳朵全都竖了起来，生怕漏过了从那遥远的星空传来的天籁之音。当实验室的广播器中传出一个兴奋的声音：“2001火星‘奥德赛’探测器顺利完成首轮绕火星轨道飞行任务，信号正常！”时，整个实验室沸腾了。工程师、科学家们纷纷从各自的监控台位上蹦了起来，拼命地鼓掌，相互拥抱，兴奋地相互祝贺。
“奥德赛”号从2002年3月开始对火星进行测绘。但在连续工作一年半多之后，“奥德赛”号火星探测器上的一台辐射测量仪不幸成了太阳风暴的牺牲品，于2003年10月底完全停止了工作。不得已之下，美国宇航局启动了“奥德赛”的备用操作系统。但到了2006年3月，备用操作系统上的一个配电组件也出现了毛病。2009年3月，科学家们对“奥德赛”执行了“关闭”和“重启”指令，排除了故障。目前，“奥德赛”号仍然在执行着火星探测任务。
知识链接
继“奥德赛”之后，美国于2003年6月发射“火星探测流浪者”号探测器，其携带的“勇气”号火星车在火星表面成功着陆，超期服役数年后于2009年3月22日失去联系。2008年美国“凤凰”号探测器成功登陆火星，后失去联系。2012年8月，美国宇航局首辆核动力火星车“好奇”号在火星成功着陆。
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