Le sonde Viking e i primi lander
Per vedere dei lander della NASA toccare la superficie marziana bisogna attendere il Programma Viking, e in particolare le sonde Viking 1 e Viking 2 che furono lanciate rispettivamente il 20 agosto 1975 e 9 settembre 1975. Entrambe trasportavano un orbiter (una sonda destinata a orbitare attorno al Pianeta) e un lander destinato ad essere "calato" su Marte per indagini in loco. Viking 1 fu la prima missione di successo di questo tipo: il lander toccò Marte il 20 luglio 1976, seguito da vicino da quello trasportato da Viking 2 (era il 3 settembre 1976).
Il principale obiettivo dei lander – com'è ancora oggi – fu la ricerca di segni di vita. In entrambi i casi però gli esperimenti furono inconcludenti, anche se le missioni di per sé furono tecnicamente un successo perché il quartetto di orbiter e lander funzionò per diversi anni e inviò sulla Terra una notevole quantità d'informazioni su Marte (fa cui tempeste di sabbia stagionali, cambiamenti di pressione atmosferica e spostamenti di gas atmosferici tra le calotte polari). In particolare i lander ci diedero per la prima volta l'opportunità di analizzare la superficie marziana, anche se quello che trovarono non fu così interessante da scatenare un proliferare di costose missioni. Per questo negli anni '80 la NASA preferì concentrare l'attenzione alla parte più esterna del Sistema Solare.
Anche qui non manca una chicca: l'orbiter Viking 1 scattò una fotografia della superficie marziana che è passata alla storia come "faccia su Marte".
Restammo così per 17 anni senza nuove informazioni dal Pianeta più vicino alla Terra, fino a quando il 25 settembre 1992 la NASA lanciò la sonda Mars Observer, che aveva il compito di condurre indagini approfondite sulla geologia, la geofisica e il clima marziano. Purtroppo però la missione si concluse inaspettatamente il 22 agosto del 1993 quando il controllo di Terra perse il contatto con la sonda proprio mentre si preparava a entrare nell'orbita di Marte.
La successiva missione della NASA fu il Mars Global Surveyor, che fu lanciata il 7 novembre del 1996 e fu finalmente un successo. La sonda entrò nell'orbita marziana il 12 settembre 1997, restò attiva per oltre quattro volte il tempo programmato inizialmente e spedì dati sulla Terra per oltre 9 anni. Le comunicazioni s'interruppero definitivamente il 2 novembre 2006. In tutto questo tempo la sonda ebbe modo di esaminare l'intera superficie marziana e la sua atmosfera, e identificò i minerali e le caratteristiche geologiche che potevano ricondurre a una passata presenza d'acqua.
Mars Global Surveyor da solo spedì sulla Terra più dati di quelli raccolti da tutte le sonde precedenti, alcuni dei quali molto significativi. Ci riferiamo per esempio alle immagini di canali naturali molto simili a quelli presenti sulla Terra e che testimoniano la presenza passata di acqua liquida sulla superficie.