На снимках полярных шапок отчетливо просматривалась слоистая структура льда, с темными полосами, образование которых связывают с выпадением вулканического пепла.
В январе 2003 года американцы запустили к Марсу сразу два марсохода. Они проектировались с учетом недостатков в работе по программе Pathfinder. Новые роботы были в 17 раз тяжелее (по 174 кг каждый) и несли новые приборы. Но самое главное, они обладали полной автономностью и могли проехать но поверхности сколь угодно большое расстояние. Единственным препятствием на их пути могла стать марсианская пыль, оседающая на панели солнечных батарей и уменьшающая их мощность. По расчетам проектировщиков) роботы могли проработать на Марсе около 90 дней и преодолеть расстояние более километра. Связь с Землей обеспечивалась через ретранслятор на Mars Express.
Spirit и Opportunity, так назвали вездеходы, классифицировали в NASA как автоматических геологов. На каждом из них имелся специальный инструмент для снятия поверхностного слоя со скальных пород и микроскоп для дистанционного исследования образцов. Анализировать состав почвы и камней должны были три спектрометра.
Видеокамеры расположили на специальной платформе, вынесенной на уровень 1,5 м. Таким образом, полученные снимки предоставляли возможность взглянуть на Марс с точки зрения невысокого жителя Земли.
Систему посадки на планету позаимствовали от программы Pathfinder. Только для компенсации возросшего веса вездеходов конструкторам пришлось установить тормозные твердотопливные двигатели, которые срабатывали в момент отделения тормозного парашюта, и увеличить объем надувных амортизаторов.
Марсоход Spirit запустили 10 июня 2003 года, а 7 июля к Марсу улетел Opportunity. В январе следующего года они достигли окрестностей планеты и приступили к выполнению предпосадочных маневров. 4 января после 27 отскоков от поверхности «Спирит» примарсился в районе с координатами 14,57° ю.ш. и 175,47° в.д., промазав от расчетной точки всего на 10 км.
25 января по Марсу начал «прыгать» спускаемый аппарат Opportunity Через 26 отскоков он закатился в небольшой кратер и, стравив давление из надувных амортизаторов, развернулся в рабочее положение. Место посадки с координатами 1,95° ю.ш. и 354,47° в.д., отстояло от расчетной точки на 26 км. Попадание Opportunity в кратер диаметром 22 м и глубиной 3 м стало большой удачей для ученых, ведь там можно сразу исследовать породы, залегающие под поверхностными слоями почвы.
Через несколько дней связь со «Спиритом» прервалась. Только через двое суток вездеход начал посылать на землю отрывистые сообщения, по которым стало ясно, что на борту происходит постоянная перезагрузка центрального компьютера. Всему виной было переполнение оперативной памяти. Только после переустановки операционной системы вездеход «пришел в себя».