В ноябре 1964 г. к Марсу были запущены три АМС. 5 ноября американцы запускают «Маринер-3». 28 ноября — «Маринер-4». 30 ноября СССР запускает «Зонд-2». «Маринер-3» сразу вышла из строя, потеряв герметичность корпуса станции. «Зонд-2» из-за аварии энергоснабжения прекратил связь через месяц, правда, были испытаны экспериментальные плазменные двигатели. «Маринер-4» вышла на орбиту к Марсу. Вес станции составлял 261кг
В системе ориентации параболической антенны на Солнце впервые в мировой практике космонавтики использовался принцип солнечного паруса. Кроме этого, коррекция осуществлялась малыми двигательными установками. 14 июля 1965г. станция «Маринер-4» прошла мимо Марса на расстоянии 9844 км и передала на Землю 22 снимка. Было обнаружено, что на Марсе нет ни каналов, ни магнитного поля, ни радиационных поясов. Давление атмосферы на поверхности составляет 0.1 земного, т.е., как на Земле, на высоте 35 км. А советская АМС «Зонд-2», по расчетам баллистиков, прошла мимо Марса 6 августа 1965г. на расстоянии 1497 км, но никаких данных на Землю передано не было.