| マリナー９号のミッションには、打ち上げに失敗したマリナー８号のミッションで予定されていた火星の地表の７０％を撮影する作業が追加された。撮影は、当初ある一定の地域を５日毎に、次に狭あいな地域を１７日毎に行われた。 |
極地域は特に高い分解能で撮影された。マリナー９号の地表の撮影で、エベレストの３倍以上もある高さ２万６０００ｍのオリンポス山、米国のグランド・キャにオンをはるかに凌ぐ長さ５５００ｋｍ、幅１００〜１８０ｋｍのマリナー渓谷、水の氷と二酸化炭素が凍ったドライアイスからなる両極の極冠の詳細な画像、５０日間も続いたすざましい砂嵐の発生から終りまでを収めた画像、そして２つの衛星、フォボスとデイモスの画像が得られた。
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| オリンポス山のカルデラ |
マリナー渓谷の迷路のような地形 |
マリナー９号の本体は、さしわたし１．２７ｍ、高さ４５．７ｃｍのマグネシウム製のフレームで構成された８角形の箱型で、上のフレームからは、幅９０ｃｍ、長さ２．１５ｍの４基の太陽電池パネルが伸びている。対角の２基のパネルは端から端までで、長さは６．８９ｍになる。更に、２基の推進タンク、長さ１．４４ｍの低利得アンテナが装着されたマスト、高利得パラボラアンテナなどが上のフレームに取り付けられている。下のフレームにはスキャン・プラットホームが装着されており、それには広角と狭角カメラ、赤外線干渉計、紫外線分光計、赤外線干渉分光計などの科学機器が取り付けられている。探査機全体の高さは２．２８ｍである。通信、指令、制御を受け持つ電子装置は、本体の中に収納されている。
１９７１年５月３０日、アトラス・セントールＳＬＶ−３Ｃ型ロケットに搭載されたマリナー９号は、地球上空３億９８００ｋｍの火星軌道に向かって直接打ち上げられた。打ち上げの１３分後に、マリナー９号を搭載したロケットがブースターから切り離された。４分後に太陽電池パネルが展開された。その３６分後に、星感知器のセンサーが太陽に固定され、カノープス星へのセンサーの固定はそれから１時間後に完了した。火星軌道に乗るための中間軌道修正を６月５日終え、１１月１４日、５ヵ月余りの飛行後マリナー９号は火星軌道に到着した。マリナー９号は、地球以外の惑星を周回する初の探査機となった。
マリナー９号が火星軌道に到着した時には、９月２２日に発生した砂嵐が惑星規模に拡大していて、２万６０００ｍと太陽系最高峰のオリンポス山と３つのタルシス火山の頂き以外は何も見えなかった。そのため、地表の撮影は嵐の和らぐ１２月末まで延期された。
マリナー９号は、近火点１３９８ｋｍ遠火点１万７７９１６ｋｍの長楕円軌道で火星を周回しながら観測を行った。観測の目的は、火星の惑星としての形状、地形、質量の分布、重力場を含めた地形の精密な観測および上層と地表大気の気象観測であった。そのための
科学機器としては、侠角カメラ、広角カメラ、赤外線放射計、紫外線分光計、赤外線干渉分光計が搭載されていた。
マリナー９号は、１０月２７日まで３５０日間、火星を６９８周して観測を行い、合計５４０億ビットのデータを地球に送ってきた。データには７３２９枚の火星全体の画像をはじめ、火星大気の組成、密度、気圧、気温、重力および地形の測量データが収められていた。
マリナー９号は姿勢制御を司るガスが尽きたため、１９７２年１０月２７日に機能を停止した。約５０年間、火星軌道を漂流した後、火星大気の中に落ちていくことになる。マリナー９号の観測に基づいて作成された火星の地形図は、次の火星探査機バイキング１号と２号（１９９７年に打ち上げられた）の着陸地点の選定に利用された。
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