В отличие от предыдущего американского аппарата, он должен был выйти на околомарсианскую орбиту. Там, где предыдущие станции серии «Маринер» фотографировали Красную планету и собирали всю информацию, какую только было возможно, «Маринер-9» и вспомогательный космический аппарат в течение 60 дней должны были картографировать марсианскую поверхность и изучить динамику планеты. К сожалению, тот вспомогательный космический аппарат, «Маринер-8», упал в Атлантический океан вскоре после запуска весной 1971 года. А «Маринер-9» безупречно стартовал 30 мая и долетел до Марса. Несколькими днями ранее Советский Союз запустил «Марс-2» и «Марс-3», комбинированные станции из орбитального аппарата и посадочного модуля. После запуска по мере приближения к цели на кораблях все проходило в штатном режиме. А вот на Марсе было неспокойно.
22 сентября, примерно за два месяца до предполагаемого прибытия зондов «Марс» и станции «Марс-2», астрономы заметили, что над Марсом в области земли Ноя начало формироваться белое яркое облако. Оно разрасталось быстро, в пределах часа. За несколько дней облако, превратившееся в пылевую бурю, охватило всю планету. Пока к Марсу спешила фотографическая техника, он окутал себя завесой. Фотографии, сделанные с большого расстояния «Маринером-9» 12 и 13 ноября, позволили заметить чистый диск планеты, на котором виднелись лишь небольшое поярчание рядом с южным полюсом и нескольких темных пятнышек над экватором. 14 ноября станция вышла на орбиту вокруг Марса. «Маринер-9» летал над планетой, на которой почти ничего нельзя было разглядеть. Систему управления зонда перепрограммировали в соответствии с новым планом: аппарат мог производить некоторые научные эксперименты и фотосъемку, но, по сути, должен был дождаться окончания бури.
У станций «Марс-2» и «Марс-3» такой возможности не имелось. В отличие от «Маринеров», советские аппараты не были рассчитаны на дистанционную корректировку заданий. После выхода на орбиту они отправили посадочные модули в самое сердце крупнейшей зарегистрированной марсианской бури. Вслепую спускаясь на парашютах в атмосферу, перемешанную ветрами, дующими со скоростью до 160 километров в час, оба зонда совершили очень жесткую посадку, так что системы торможения на воздушных подушках не смогли уберечь их. «Марс-2» врезался в грунт, а «Марс-3» успел в течение 20 секунд передать некоторое количество данных, а затем перестал работать.