28 ноября 1964 года к Марсу запущена американская автоматическая станция «Маринер-4». Она совершила первый успешный облёт планеты Марс и получила первые снимки его поверхности крупным планом. Также проводились полевые измерения и измерения частиц в межпланетном пространстве вблизи Марса. Первоначально предполагалось, что «Маринер-4» пробудет в космосе восемь месяцев, но миссия на солнечной орбите длилась около трёх лет – связь со станцией была прекращена 21 декабря 1967 года. Общий объём полученных данных составил 5,2 миллиона бит.
30 ноября 1964 года СССР запустил к Марсу автоматическую межпланетную станцию «Зонд-2». Космический аппарат тоже предназначался для передачи информации о межпланетном пространстве и получения снимков Марса. Но в связи с отказом в системе электропитания в сообщении ТАСС от 2 декабря 1964 года действительная цель запуска – научные исследования Марса – не была указана. Связь с космическим аппаратом была окончательно потеряна в мае 1965 года. Ранее неудачей завершилась и попытка сфотографировать красную планету советской межпланетной станцией «Марс-1» (запущена 1 ноября 1962 года): передав на межпланетной траектории большой объём научных данных, «Марс-1» потерял ориентацию и сам Марс так и не нашёл. Таким образом, американский «Маринер-4» стал первым спутником, изучавшим Марс с близкого расстояния.
