火星探査機(かせいたんさき)は、火星探査のために打ち上げられた宇宙探査機である。火星近傍を通過したり、火星周回軌道に投入されたり、火星に着陸したりして探査を行う。火星表面で自走して探査する車両はマーズ・ローバーと呼ばれ、2021年2月19日に火星に着陸した。
地球と火星の軌道位置の関係から、火星探査のために打上げエネルギーが少なくてすむローンチウィンドウは、約2.135年(780日)間隔となる。このウィンドウは約1ヶ月の期間となる。火星探査ミッションが2年おきに実施されているのはこの理由から来ている。2011年11月の次のウィンドウは、2014年1月になる。
初めて火星に着陸した探査機は、1973年に当時のソビエト連邦が打ち上げたマルス3号。しかし着陸後、20秒で信号が途絶えた。これに続くマルス6号も着陸1秒後に信号が途絶えた。
本格的な探査に成功したのは、1976年にアメリカ合衆国が打ち上げたバイキング1号。その後、バイキング計画のバイキング2号も着陸に成功し、火星表面の映像を地球に電送しました。
1997年にはマーズ・パスファインダーが着陸し、「ソジャーナ」と名づけられたローバー(自走ロボット)が岩石などを採取した。
2004年1月に、火星探査車スピリットとオポチュニティが着陸に成功した。
2012年8月6日にマーズ・サイエンス・ラボラトリー搭載のキュリオシティが着陸した。
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