على الرغم من انجازات مركبات مارينر وفايكنغ، إلا أن العلماء لم يكتفوا بهذه المعلومات التي وصلتنا من هذه المركبات الفضائية، بل كانت هنالك العديد من التساؤلات حول المريخ بشكل عام، لذلك كان من الضروري ارسال مركبات فضائية أكثر تطوراً ومزودة بأجهزة رصد وتحليل أكثر دقة من تلك الموجودو في المركبات السابقة. لذلك أطلق الامريكان مركبة الفضاء (باثفايندر) Pathfinder. أطلقت المركبة يوم 4 كانون أول سنة 1996، ووصلت الكوكب يوم 4 تموز 1997، بعد رحلة طويلة قطعت المركبة خلالها 119 مليون ميل. وتتكون المركبة من قسمين، القسم الأول عبارة عن كبسولةLander ويبلغ وزنها 264 كلغم، والقسم الثاني عبارة عن سيارة Rover ذات ست عجلات، ويصل وزنها إلى 10.5 كلغم ويبلغ طولها قدمين أي حوالي 66 سنتمتر.

زود الروفر الذي سمي (سوجورنر)Sojourner بكاميرا مجسمه ذات 24 مرشحاً وجهاز لقياس الأحوال الجوية على سطح المريخ مثل سرعة الريح وإتجاهه ودرجة الحرارة والضغط الجوي، ومزود أيضاً بكاميرات عادية في مقدمة الروفر ومؤخرته، ومقياس للطيف يعمل ببروتون ألفا لأشعة إكس، مهمته تحليل مكونات الصخور والتربة المريخية. وقبل أن تصل المركبة باثفايندر سطح المريخ بخمس دقائق دخلت الغلاف الجوي بسرعة 4.6 ميل/ثانية وهي على إرتفاع 81 ميل عن سطح المريخ، وعندما أصبحت على إرتفاع 58 ميل فتحت مظلة خاصة للتقليل من سرعة دخول المركبة ولتخفيف حدة الإرتطام بالسطح، وقبل 10 ثوان من الهبوط ظهرت أكياس الهواء الضخمة المعدة للإرتطام برفق ونعومة على سطح الكوكب وحتى لا تحدث خللاً في أجهزة المركبة، وعندما اصطدمت المركبة بسطح المريخ عند الساعة (16) و (57) دقيقة بتوقيت غرنيتش يوم 4 تموز 1997، إرتدت المركبة 15 مرة عن سطح الكوكب قبل أن تثبت على السطح، وبعد 87 دقيقة من الهبوط أفرغت الأكياس الهواء من داخلها واستقر الروفر ( سوجورنر) على سطح المريخ.

أخذ الروفر قسطاً من الراحة بعد الرحلة الطويلة من الأرض إلى المريخ، وبدأ العمل موجها بالتحكم عن بعد من مركز التحكم الأرضي عند الساعة (5) و(40) دقيقة صباح يوم 6 تموز 1997 بتوقيت غرنيتش، فقد بدأ الروفر يسير ببطء شديد على سطح الكوكب ، وأخذ يصور سطح الكوكب ويحلل بعض الصخور القريبة في المنطقة التي هبط فيها الروفر وهي (آريس فاليس)Ares Valles . ظل الروفر يعمل حتى 27 أيلول 1997، واستطاع أن يرسل إلى الأرض 17 ألف صورة عن سطح المريخ والتي جعلت علماء الفلك يجزمون بأن المريخ كان غنياً بالأنهار قبل ملايين السنين، حيث تنتشر على سطح الكوكب مجاري لأنهار جافة تدل على أن المياه كانت موجودة بوفرة على المريخ قبل أن يمر بعصر الجفاف الحالي. كما بينت الصور وجود عوامل تعرية من خلال أشكال الصخور التي تبدو وكأنها تشكلت بفعل الرياح.

تهدف رحلة باثفايندر من الهبوط على سطح المريخ دراسة النقاط التالية:

1- ذرات غبار المريخ التي لا يتجاوز حجمها عن الميكرون الواحد.

2- التحقق من تركيب النيازك على المريخ وما إذا كانت تشبه في تركيبها النيازك الموجودة على سطح الأرض.

3- تركيب التربة في منطقة هبوط باثفايندر وما إذا كانت مشابهة لتركيب التربة في منطقة هبوط فايكنغ-1 التي تبعد عن منطقة هبوط باثفايندر 8000 كيلومتر.

4- تكوين الغلاف الغازي وصفاء الجو والتحقق من المعلومات التي استقاها تلسكوب الفضاء (هابل) عن غلاف المريخ الغازي.

5- التأكد من كمية الأشعة الشمسية التي يمتصها الغلاف الغازي للمريخ.

6- حركة الرياح أعلى سرعة تصلها على سطح المريخ ودرجة الحرارة في طبقات الغلاف الغازي ومقدار الضغط الجوي.

7- مقدار إنعكاس أشعة الشمس عن سطح المريخ.

8- دراسة الحصى دائرية الشكل أو شبة الدائرية المنتشرة على سطح الكوكب والتي يتوقع أنها تشكلت بفعل طوفان مائي ضخم حدث على سطح الكوكب في الماضي (مثل طوفان نوح على الأرض).

بينت مركبة باثفايندر أن سطح المريخ تعرض قبل حوالي 1.8-3.5 بليون سنة – أي في اواسط عمر المريخ – إلى فيضان ضخم ، وهو الذي عمل على تشكل الحصى الدائرية وشبة الدائرية المنتشرة بكثرة على سطح المنطقة التي هبطت فيها باثفايندر، وتشكلت نتيجة لذلك بحيرة ضخمة تتسع لمئات الكيلومترات المكعبة من المياة ثم حدث أن جفت المياه خلال بضع اسابيع!. وما يؤيد هذا الكلام أن الصور أظهرت حجارة شبة دائرية وحجارة كبيرة مستديرة وصخور متوسطة الحجم (صخور الحدائق)، وسميت هذه الصخور بأسماء مختلفة مثل (شارك)Shark ، و(نصف القبة) Half Dome. وعلى الرغم من هذه النتائج إلا أن بعض علماء الجيولوجيا يخالفون فكرة وجود بحار ضخمة وفيضان كوني حدث على سطح المريخ قبل بلايين السنين، وذلك لوجود حجارة ضخمة لا يقل قطرها عن نصف متر وذات قمة مسطحة ووجود تلال قريبة من أفق المنطقة التي هبطت فيها المركبة وهي (أريس فاليس)Ares Vallis ، وربما تشكلت هذه الحصى والحجارة المستديرة بفعل نشاط جيولوجي حدث في قشرة المريخ في الماضي.

ومع ذلك، فقد ظهرت بعض الآراء والافتراضات حول كيفية تشكل الحصى المستديرة على سطح المريخ وهي:

1- ربما تشكلت الحصى مع جريان المياه الذي حصل في منطقة أخرى غير أريس فاليس وأن اتجاه جريان النهر هو المسؤول عن جذب الحجارة المستديرة إلى هذه المنطقة.

2- تشكلت هذه الحصى بسبب الجو البارد الذي تعرض له المريخ في السابق والتي عملت على تآكل الصخور وتحويلها إلى هذا الشكل المستدير.

3- ربما تشكلت هذه الحصى بفعل ضربات النيازك التي أدت إلى إنصهار المنطقة التي ضربتها النيازك بفعل الحرارة الشديدة الناتجة عن الإصطدام.

4- ربما تكون هذه الحصى عبارة عن (طرطشه) للحمم البركانية أثناء ثورانها على المريخ.

5- ربما تكون صخورا قديمة تكونت مع تشكل الكوكب عندما كان حاراً.

يتكون السطح من السيليكون واكسيد الحديد والمغنيسيوم والبازلت الذي تشكل بفعل البراكين، وهي نفس الطريقة التي تكون بها البازلت على سطح الأرض والقمر بفعل البراكين. ويعتقد أن تكون الصخور المختلفة الحجم قد تشكلت بفعل البراكين أيضاً. ظن الفلكيون ولفترة طويلة أن الغللاف الغازي للمريخ صاف وخال من الأتربة المعلقة في الغلاف الغازي، وهذا أيضاً ما أوضحته الصورة الملتقطة بواسطة تلسكوب الفضاء (هابل)، لكن باثفايندر أثبت عكس هذه التوقعات، حيث سجلت نسبة لا بأس بها من ذرات الغبار المعلق في الجو بسبب العواصف الرملية التي تثور على سطح المريخ والنانتجة عن تسخين الشمس لسطح الكوكب، وذرات الغبار في الجو صغيرة جداً لا يزيد حجمها عن واحد ميكرون، وتشبه كثيراً حبيبات الغبار في الصحراء على سطح الأرض.

سجلت باثفايندر درجات الحرارة على سطح المريخ خلال فترات زمنية مختلفة ومتقاربة نسبياً وأعلى حرارة سجلتها كانت 263 كلفن عند الساعة 2 مساءاً بتوقيت المجموعة الشمسية، وأقل حرارة كانت 197 كلفن قبل شروق الشمس. وسجلت أقل ضغط جوي فكان (6.7) ملليبار، أي حوالي 67. بالمئة من مقدار الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر على الأرض، أما معدل سرعة الرياح على سطح المريخ الذي سجلته باثفايندر فكان 36 كيلومترا في الساعة، وهي طبعاً سرعة تختلف من وقت لآخر