1. zjistit, zda na Marsu byly podmínky pro život (hledání vody),
2. charakterizovat počasí na Marsu,
3. charakterizovat geologii Marsu,
4. připravit pilotovaný průzkum Marsu (měření úrovně radiace).

Popis letu

Sonda odstartovala z Cape Canaveral (LC17A) dne 07.04.2001 v 15:02:22 UT raketou Delta 2 (7925). Asi 30 minut po startu byla sonda třetím stupněm nosné rakety navedena na přeletovou meziplanetární dráhu.

Po příletu k Marsu byla sonda 24.10.2001 ráno úspěšně navedena na základní eliptickou oběžnou dráhu s periodou 18 hodin 36 minut. V následujících týdnech pak byla technikou aerobrakingu (brzdění aerodynamickým odporem v atmosféře) dráha upravena až na konečnou kruhovou mapovací dráhu s periodou 2 hodiny (výška cca 400 km nad povrchem Marsu). Tento postup už úspěšně vyzkoušela sonda Mars Global Surveyor (1996-062A).

Po ukončení aerobrakingu (10.1.2002) a doladění mapovací oběžné dráhy (31.1.2002) probíhá od února 2002 do července 2004 vlastní vědecký výzkum (primární mise). Poté ještě sonda může sloužit pro retranslaci vysílání budoucích (přistávacích) sond z povrchu Marsu k Zemi.

Popis sondy

Sonda má tvar kvádru o rozměrech 2.2 x 1.7 x 2.6 m a jeden solární panel. Při startu měla sonda hmotnost 725 kg, z toho cca 349 kg připadalo na palivo, 332 kg na konstrukci a 44 kg na vědecké přístroje.

Přístroje :

• Thermal Emission Imaging System (THEMIS)
  - snímkování povrchu Marsu s vysokým rozlišením ve viditelné a infračervené oblasti spektra (zkoumání hornin)
• Gamma–Ray Spectrometer (GRS)
  - spektrometr v oblasti gama (zkoumání chemického složení povrchu Marsu)
• Martian Radiation Environment Experiment (MARIE)
  - měření úrovně radiace (cestou k Marsu i u Marsu)