13 ноября 1971 года американский аппарат «Маринер-9» первым среди созданных людьми космических аппаратов вышел на орбиту Марса. До этого исследовательские станции лишь пролетали мимо планеты. Полученные ими данные создавали впечатление, что поверхность Марса в основном покрыта кратерами и напоминает лунную, однако «Маринер-9» изменил это представление.
Аппарат прибыл к Марсу во время мощной пылевой бури и заметил выступавшие над облаками высокие образования. После оседания пыли снимки показали, что ими были вершины гигантских вулканов. Среди обнаруженных объектов оказался Олимп — самая высокая гора в Солнечной системе, а также огромный каньон Валлес-Маринерис, который в пять раз длиннее Большого каньона в американском штате Аризона.
Миссия «Маринера-9» продолжалась почти год, после чего у аппарата закончился запас газа и NASA отключило его. Как отмечает Space.com, американская станция опередила советский аппарат «Марс-2», хотя тот стартовал к планете на 11 дней раньше. «Марс-2» впоследствии стал первым созданным людьми аппаратом, достигшим поверхности Марса, но при столкновении с планетой разбился.
Для изучения Марса «Маринер-9» использовал четыре основных прибора: систему фотосъёмки, ультрафиолетовый и инфракрасный спектрометры, а также инфракрасный радиометр. За время работы аппарат составил карту 85% поверхности планеты. Он обнаружил 20 крупных вулканов и помог исследовать Валлес-Маринерис, протянувшийся примерно на 4 тыс. км при ширине около 200 км.
Всего «Маринер-9» передал 7329 фотографий Марса с разрешением от одного до двух километров. Кроме того, аппарат сделал не менее 80 снимков Фобоса и Деймоса — двух спутников планеты. В феврале 1972 года закончился газообразный азот, использовавшийся в двигателях ориентации, а окончательно NASA завершило миссию в октябре того же года.