バイキング2号 が写した火星の地表。火星探査 （かせいたんさ、Exploration of Mars）とは、太陽系 第4惑星である火星 へと何らかの探査装置を送り込み、惑星の大地や大気、その他の情報を収集することである。
人類が「宇宙開発 」というものを行うようになって以降、火星は地球、月に次ぐ重要な目標であり、アメリカ合衆国 、やソビエト連邦 （後にロシア ）、中国 、日本 にとっての重要な目的の一つであった。1960年代 以降、人工衛星 や着陸船 、ローバー (自走式探査車両)を含む多くの無人探査機 が火星 に向けて打ち上げられてきた。これらの任務は火星において様々なデータを収集し、地球 の過去、現在、未来への洞察につながるかもしれない、火星の過去への疑問に対する答えを出すことを目的としている。
2008年 までに火星に向かった全ての探査機のうち、およそ3分の2が任務完了後に、あるいは開始前に何らかのトラブルを起こしている。例えばソ連が打ち上げた16機、ロシアが打ち上げた1機の火星探査機で完全な成功を収めたものは1機もなく、日本が打ち上げた唯一の探査機のぞみ も有用な火星の探査を行うことはできなかった。欧州が打ち上げた周回機マーズ・エクスプレス は成功を収めたものの、着陸機ビーグル2は失敗に終わった。比較的成功率の高いアメリカの火星探査機でも19機のうち5機が故障を起こしている[ 1] バミューダトライアングル 」とか、火星探査機を食い物として生きる「大いなる宇宙の悪霊[ 2] [ 3]
トラブルが頻発する要因のひとつに、地球から火星まで電波信号が到達するのに4分から20分かかるため、地球からの遠隔操作では不慮の事態に対処しづらいという事があるが、これは自動制御技術の進歩により克服されつつある。また火星はその重力の大きさに対して大気が非常に希薄であるため、着陸時に従来のパラシュート による方法では十分な減速が行えず観測機にダメージを与える事が多かった。
このため逆噴射による減速のほか[ 4] エアバッグ による着地やキュリオシティ のスカイクレーン方式など、ユニークな着陸手段が取られる様になっている。
初期の望遠鏡 観測は、当初季節 的な植生 変化によるとされた表面の色の変化と、知的生物の設計によるとされた線の特徴を明らかにした。これらの間違った初期の解釈は、遍く公衆の火星に対する興味を引きつけた。その他の望遠観測は火星の2つの衛星 と、乾燥した水路と窪地、氷に覆われた極冠 、太陽系最高峰のオリンポス山 、太陽系最大級の峡谷 系、マリネリス峡谷 を発見した。これらの発見はこの赤い惑星の研究と探査に対する更なる興味をそそっただけだった。火星は、ほぼ同時期に形成した地球のように岩石から成る惑星であるが、表面積は地球の4分の1から3分の1に過ぎず、地表は冷たく砂漠のようである。科学者による探査における焦点項目には以下のものがある：
火星の成分は地球のものとどう異なるのか、そして2つの惑星はどのように異なる進化を遂げたのか。
火星内部の成分と状態は地球とどう異なるのか。
火星は地学的に未だ活動しているのか。
将来の人類利用のため、地表でどのような自然資源が入手可能か。
火星に、初期には高濃度の大気は存在したのか。
火星にかつて海はあったのか。
地学的歴史上、火星はどのような気候変化を経験したのか、変化の原因は何か。
現在の火星の気候はどの程度安定なのか。
火星で、生物以前の有機分子の形成につながる、化学的進化は起こったのか。
化学的進化は複製分子の形成、つまり、生命 につながったのか。
もしかつて生命が誕生したのならば、今日火星で見つけられるのか。
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