Im Jahre 1999 wurden  zwei neue Raumschiffe auf dem Weg zum Mars geschickt: Der Mars Polar Lander (MPL), der in der Nähe des Mars-Südpols landen sollte, und der Mars Climate Orbiter (MCO) der - ähnlich wie  schon Mars Global Surveyor - den Mars über längere Zeit umkreisen und detaillierte Aufnahmen aus dem Orbit machen sollte. Leider war beiden Raumschiffen kein großes Glück beschieden. Mars Climate Orbiter wurde durch einen Navigationsfehler zu tief in die Marsatmosphäre geschickt und verglühte, während Mars Polar Lander aus ungeklärten Gründen bei der Landung abstürzte.

Mars Polar Lander (MPL)

MPL war ausgestattet mit einem Roboterarm zur Entnahme und Analyse von Bodenproben in der Nähe des Mars-Südpols und natürlich mit Kameras zur Erfassung des Landegebiets. Darüberhinaus sollte die komplette Landung mit einer an Bord befindlichen Kamera gefilmt sowie kurz vor der Landung 2 sogenannte Deep Space 2 Microprobes

ausgeklinkt werden, die separat auf dem Mars mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 m/s aufschlagen und sich etwa 2-3 m tief in den Marsboden bohren sollten. Beide etwa baseballgroßen Minisonden sollten dann über einen Zeitraum von etwa 50 Stunden den Boden in dieser Tiefe nach Vorkommen von Wassereis absuchen. MPL flog ähnlich wie schon der Mars Pathfinder den Mars frontal an und sollte ohne vorher in einen Orbit geschwenkt zu sein, im Direktanflug landen.

Diese sehr interessante Angelegenheit war nicht ohne große Gefahren. Eine Beschreibung dazu ist hier. Letztlich konnten diese Gefahren nicht erfolgreich gemeistert werden, die Sonde stürzte aus wohl für alle Zeiten ungeklärt bleibenden Gründen am 03.12.1999 ab. Auch die Deep Space 2 Microprobes lösten sich nicht und gingen mit dem Raumschiff unter.

Mars Climate Orbiter (MCO)

MCO hatte ähnliche Aufgaben wie der Mars Global Surveyor: nach Einschwenken in eine hochelliptische Umlaufbahn, bei dem der gesamte Treibstoffvorrat des Haupttriebwerks aufgebraucht werden sollte, sollte durch Aerobraking, d.h. allmähliches Bremsen durch Eintauchen in die Marsatmosphäre, seine Umlaufbahn über einen Zeitraum von 2 Monaten in eine circulare sonnensynchrone Umlaufbahn von etwa 400 km Höhe übergeführt werden. Danach sollte er über ein ganzes Marsjahr (687 Erdentage) das Klima beobachten, meteorologische Experimente durchführen und den Mars hochaufgelöst photographieren.

Die Nasa hat ebenfalls eine Seite veröffentlicht, die die Orbit-Insertionsphase detailliert beschreibt. Eine (deutsche) Zusammenfassung davon ist hier. Bei Mars Climate Orbiter wurden durch einen simplen Navigationsfehler die Ziele alle verfehlt. Beim Einschuß in die Marsumlaufbahn wurden englische Maße und die zugehörigen metrischen Aquivalente bei der Berechnung des erforderlichen Schubs verwechselt. Dadurch flog MCO mit hoher Geschwindigkeit zu tief (etwa 57 km Höhe anstatt mindestend 85 km) durch die Atmosphäre des Mars und verglühte am 23.09.1999.

Beide Sonden wurden auf einer Bahn, die mehr als 180 Grad um die Sonne herumführt, einer sog. Type II Trajectory, zum Mars geführt. Durch einen solchen Kurs werden bei Marsankunft die Relativgeschwindigkeiten zwischen anfliegender Sonde und Planet minimal, sodaß die Orbit-Insertion bzw. die Frontallandung erleichtert werden. Dabei waren insgesamt jeweils 4 Bahnkorrekturmanöver vorgesehen, sog. Trajection Correction Maneuvers, TCMs, zwei nach dem Start, zwei kurz vor Erreichen des Mars. Die Daten im einzelnen:

Über den Verbleib von Mars Polar Lander gab es jahrelang keine weiteren Informationen. Die Landung war zunächst ohne Komplikationen angelaufen. Die späteren Sonden wie z.B. die Mars Exploration Rover übertrugen die während der Landung anfallende Telemetrie direkt zu den beim Landevorgang über dem Horizont vorbeifliegenden Orbitern wie z.B. dem Mars Global Surveyor oder Mars Odyssey, um bei einem eventuellen Scheitern zumindest den Grund des Scheiterns zu wissen. Beim Mars Polar Lander waren im Jahre 1999 solche Übertragungen noch nicht vorgesehen, auch das Scheitern des europäischen Landers Beagle 2 an Bord von Mars Express Ende 2003 konnte deshalb nicht aufgeklärt werden. Mars Polar Lander hatte ebenfalls anders als Mars Pathfinder keine Airbags, die Stöße oder unvorhergesehene Ereignisse bis zu einem gewissen Grade abfiltern konnten, es mußte alles bis ins Detail klappen, was es aber augenscheinlich nicht tat. Der Orbiter Mars Global Surveyor suchte in den Tagen und Wochen nach der verunglückten Landung das vorausberechnete Landegebiet eingehend ab. Es konnte allerdings kein weiteres Lebenzeichen von Mars Polar Lander aufgefangen werden.

Erst im Mai 2005 - nach fast 6 Jahren - änderte sich dies. Mittlerweile waren die technischen Möglichkeiten der Kameras von Mars Global Surveyor durch neue aufwendige Aufnahmetechniken, bei denen z.B. der Orbiter während des Orbits über dem Zielgebiet manuell nachgeführt wurde, entscheidend verbessert worden. Am 06. Mai 2005 gelang es, die gescheiterte Sonde aus dem Orbit heraus zu fotografieren ! Der Lander war offensichtlich intakt gelandet, die durch die Landetriebwerke aufgetretenen Änderungen am ansonsten eisbedeckten Langegebiet sowie die kurz vor dem Aufsetzen abgeworfenen Landefallschirme konnten direkt lokalisiert werden.