Для подогрева интереса простых обывателей к Марсу астрономы рисовали все более и более подробные карты планеты. На них уже различались материки, моря, равнины и, естественно, каналы. Скиапарелли ввел новые марсографические названия, используя термины из древней мифологии землян: равнина Эллада, Исида, Земля Ноя и т. д. К концу ХIХ века создали около 50 различных вариантов карт и глобусов загадочной красной планеты. На бумаге красовались загадочные названия марсианских альбедо: Страна Фаэтона, Херсонес, Залив Прометея, Утопия, Источник Юности и т. д.
Следующий век начался с рисования новых еще более подробных карт. Самая известная из них принадлежала французскому астроному Антониади. На ее составление он потратил несколько лет и закончил работу в 1930 году. Мировая война приостановила дальнейшие исследования, но дала человечеству новый инструмент — ракету.
После запуска первых искусственных спутников Земли ученые начали готовиться к исследованию планет солнечной системы. Для экспедиции на Марс требовалась самая подробная карта. В 50-х годах решением этого вопроса занялся Международный астрономический союз, который на основе сравнения разных источников выпустил первую официальную карту планеты, содержащую около 130 альбедо.
Первой страной начавшей за пускать автоматические аппараты в сторону Марса стал Советский Союз. Осенью 1960 года ракеты-носители «Молния» дважды пытались вывести марсианские станции 1М, но по техническим причинам им не удавалось достичь даже орбиты Земли. Во имя спасения престижа советской космонавтики неудачные пуски были засекречены.
Мир узнал о попытке достичь Марса только 1 ноября 1962 года, когда с космодрома Байконур стартовал аппарат 2МВ-4 («Марс-1») весом 893 кг. По полетному заданию он должен был пролететь вблизи Марса и сфотографировать его поверхность. 21 марта 1963 года «Марс-1» приблизился к цели на расстояние 197 тыс. километров, но неисправность системы ориентации привела к прекращению радиосвязи, и аппарат был потерян.
Неудачей закончилась и попытка запустить к Марсу американский аппарат Mariner 3 — не сработала двигательная установка второй ступени и система раскрытия солнечных батарей. Через 9 часов полета связь в «Маринером» прекратилась.
Первый удачный полет к Красной планете начался 28 ноября 1964 года с космодрома на мысе Канаверал. В космос отправился межпланетный зонд Mariner 4 весом 261 кг.
После отделения аппарата от второй ступени (через 45 минут после старта) он был ориентирован относительно Солнца, а через 16 часов после старта началась ориентация аппарата относительно звезды Канопус, которую удалось захватить только 30 ноября. Заданная ориентация аппарата относительно Солнца и звезды Канопус должна была поддерживаться в течение всего полета, за исключением периода коррекции траектории, когда аппарат терял Солнце и звезду Канопус, но затем снова ориентировался по ним. Коррекция траектории была проведена успешно, и 5 декабря аппарат вышел на траекторию близкую к расчетной.