美国对火星考察，开始于1964年11月5日发射的“水手”3号。这个探测器为一直径1.27米的八角形箱体，高2.7米，重261千克，上面装有天线和10块太阳能电池板，展开后宽6.8米。但因火箭发生故障而未进入火星轨道，发射9小时后通信中断。同年11月28日发射的“水手”4号，于1965年7月14日在距火星9200千米的地方飞过，发回22张火星表面的照片，从照片上可以分辨出30千米范围的地方。1969年2月24日发射的“水手”6号，同年7月31日从距火星3400千米的地方通过。拍摄到42张火星赤道附近的照片。1969年3月27日发射的“水手”7号，8月4日从距火星3500千米的地方通过，首次拍摄了93张火星整体照片。从这些整体照片上可认出24千米的景观，分辨出270米大小的景物。
1975年8月20日和9月9日美国发射了两个“海盗”号探测器，用于探索火星上有无生物。这两个“海盗”号探测器由轨道飞行器和登陆舱组成，长5.08米，重3530千克，其中轨道飞行器重2330千克，登陆舱重1200千克，用三脚支撑，装有生物化学实验箱、测量挖掘设备、两台电视摄像机、机械手和电源。“海盗”1号和“海盗”2号分别于7月20日和9月3日在火星表面软着陆成功，着陆40分钟后就将第一张火星彩照发回地球。它们分别在火星上工作了6年和3年，对火星进行了考察和拍照，共发回5万多幅火星照片。特别是4次探测有无生命存在的实验，结果没有发现任何高级生命的痕迹。
1992年9月25日，美国用大力神3型火箭发射成功一个“火星观察者”号探测器。它重2.5吨。携带7部仪器。计划11个月飞行7.2亿千米后，到达距火星表面378千米的近极轨道，对火星进行长达687天的观测考察，绘制整个火星表面图，预告火星气候，测量火星各种数据，进一步揭示火星上有无处于原始阶段的生命现象。为未来人类移居火星探寻道路。但是1993年8月21日，“火星观察者”号探测器突然与地面失去联系，不再发回信息。这次探测令人失望地夭折了。根据30多年来人类对火星的探测，科学家已基本肯定火星是一个没有高级生命的世界，流传甚广的“火星人”是根本不存在的。但是火星上有没有与地球不同的其他形式的生命？或者曾经存在过有智慧的高级生物？还是一个深奥的难解之题。解开这个难题还需人类不懈的努力。
火星是在日地之间位于地球外侧的近邻，人们把解开火星生命之谜作为宇宙探测的一个重要任务。不管火星环境是否适合人类居住，都将为人类以后的深层探测活动提供极其宝贵的经验。
行星佳丽——土星之谜
土星是离太阳第六远的一颗美丽的行星，凡是用望远镜看过土星的人，无不惊叹不已。
土星长期被当作太阳系的边界，直到1781年科学家们发现天王星之后，太阳系才得以扩大。土星运动迟缓，人们将它看作时间和命运之神的象征。罗马神话中称其为萨图努斯神，即希腊神话中的克洛诺斯，他是神王宙斯之父，是在推翻父亲之后登上天神宝座的。无论东方还是西方，都把土星与农业联系在一起。在天文学中的符号，像是一把主宰农业的大镰刀。
土星公转轨道半径为14亿千米，冲日时最大亮度为0.4星等。土星那橘色的表面，飘浮着明暗相间的彩云，配以赤道面上那发出柔和光辉的光环，远远望去真像个戴着顶大檐遮阳帽的女郎。
土星自转一周为10小时14分。由于自转迅速，赤道凸出成为一个扁球体，赤道半径要比两极半径多出6000多千米。土星公转周期为29.5年，约合二十八宿之数，每年镇一宿，故古时我国又称其为“镇星”。
土星直径约12万千米，是地球的9.5倍；体积是地球的730倍。但它的平均密度却比水还要小，仅有0.7克／立方厘米。假如将土星放在水中，它会浮在水面上。
土星大小仅次于木星，它们有许多相似之处。土星的内部结构与木星相似，也有岩石构成的核，核的外面是5000千米厚的冰层和壳层，再外面也像木星一样被色彩斑斓的云带包围着，这些彩色的云带主要由氢、氦以及甲烷等组成。如果说木星大气运动多变，那么土星大气运动就显得平静、单纯而快速。土星表面的喷射流，速度最快时可高达400米／秒以上。可真正的土星表面是看不到的，我们看到的只是云顶，其温度低于－200摄氏度。
土星最让人着迷的便是美丽的土星环。伽利略在1610年用自制望远镜观察土星时，发现土星有两个“耳朵”。他误认为土星可能是由一大二小三个天体组成，怀疑这两个“耳朵”是两颗卫星。但他一直不敢将观察结果发表，其原因是“卫星”并没有绕土星公转，似乎永远停留不动。而更令他惊奇的是那两颗“卫星”2年后竟然失踪，3年后又重新出现。
半个世纪后，荷兰天文学家用更大更好的望远镜进行观测，才揭开了这个谜。原来那两颗“卫星”是与土星不相连接、环绕在土星赤道面上的光环。光环由无数形状、大小不等，直径在0.076～9米之间的冰块组成，以很快的速度围绕土星运转，在太阳光的照耀下呈现出各种颜色。光环的直径达27万千米，厚度为10千米左右，自东向西自转。
1675年，意大利天文学家卡西尼发现光环中有一圈空隙，这就是著名的卡西尼环缝。
人们根据地面观测和空间探测，把土星环划分为7层。距土星最近的是D环，亮度最暗；其次是C环，透明度最高；B环最亮；最后是A环。在A环和B环之间就是著名的卡西尼环缝，缝宽约5000千米。在A环之外有E、F、G3个环，最外层的是E环，十分稀薄和宽广。
科学家通过观察发现，土星环每一层又可细分成上千条大大小小的小环，即使被认为空无一物的卡西尼环缝也存在几条小环。土星环的整体形状类似一张巨大的密纹唱片，从土星的云顶一直延伸到32万千米远的地方。光环的颜色远看是红棕色，其实每层都稍有不同，C环是蓝色，B环内层为橙色，外层为绿色，A环为紫色，卡西尼环缝是蓝色的。
为什么土星光环上有缝隙？科学家认为，土星光环里的物质之间有相互吸引力，因为土星周围的10多颗卫星从不同的方向吸引着光环上的物质，所以光环上的固体物质承受多种力的作用，形成了较大的缝隙。
至于为什么土星有美丽的光环，它又是怎样形成的，迄今为止，还是一个谜。
躺着旋转的行星——天王星
在太阳系中，所有的行星基本上遵循着自转轴与公转平面接近垂直的方式而运动，唯独天王星的赤道面与轨道面的倾角为97度55分。也就是说，它的自转轴几乎是倒在它的轨道平面上，以躺着的姿势绕太阳运动，难怪有人把天王星称作“一个颠倒的行星世界”。
在晴朗的夜晚要想观看天王星，并不是很难。它的星等是5.7等，公转周期相当长，每84年绕太阳一周，平均每天只移动46分，不容易与恒星区分，历史上曾多次被误认为是恒星而被载入星图。
在古老的希腊神话中，天王星被看作第一位统治整个宇宙的天神——乌拉诺斯。他与地母盖娅结合，生下了后来的天神。他费尽心机将混沌的宇宙规划得和谐有序。他地位显赫，译成中文便是天王星。
天王星是由威廉·赫歇耳通过望远镜系统地搜寻，在1781年3月13日发现的，它是现代发现的第一颗行星。天王星在太阳系中的位置排行第七，距太阳约29亿千米。
它的体积很大，是地球的65倍，仅次于木星和土星，在太阳系位居第三；它的直径为5万多千米，是地球的4倍，质量约为地球的14.5倍。
天王星的大气层中83％是氢，15％为氦，2％为甲烷以及少量的乙炔和碳氢化合物。上层大气层的甲烷吸收红光，使天王星呈现蓝绿色。大气在固定纬度集结成云层，类似于木星和土星在纬线上鲜艳的条状色带。
由于天王星的自转，星体中纬度有风，风速是40～160米／秒。经无线电频波测试，发现在赤道附近有大约100米／秒的逆风。
天王星上的昼夜交替和四季变化十分奇特和复杂，太阳轮流照射着北极、赤道、南极、赤道。因此，天王星上大部分地区的每一昼和每一夜，都要持续42年才能变换一次。太阳照到哪一极，哪一极就是夏季，太阳总不下落，没有黑夜；而背对着太阳的那一极，处在漫长黑夜所笼罩的寒冷冬季之中。只有在天王星赤道附近的南纬8度和北纬8度之间，才有因为自转周期而引起的昼夜变化。
天王星和土星一样，也有美丽的光环，而且也是一个复杂的环系。它的光环由20条细环组成，每条环颜色各异，色彩斑斓，美丽异常。20世纪70年代的这一发现，打破了土星是太阳系唯一具有光环的行星这一传统认识。天王星有15颗已命名的卫星，几乎都在接近天王星的赤道面上，绕天王星转动。还有两颗已发现但暂未命名的卫星。
天王星的面目才稍稍揭开，还会不断有新的疑谜产生。要想更深入地了解谜一样的天王星，还要靠天文学家们长期不懈的努力。
笔尖上的发现——海王星
自从天王星发现以来，人们注意到它的轨道与根据牛顿的理论所推知的并不一致，发现天王星的运动轨道总是偏离天体力学计算轨道。于是，人们怀疑在天王星的外侧，存在另一颗行星从而影响了天王星的轨道。
1845年，英国剑桥大学数学系学生亚当斯计算出了未知行星的轨道和质量。与此同时，法国巴黎天文台的勒威耶也在研究这一问题。1846年9月18日，他把结果寄给了柏林天文台的伽勒，伽勒在9月23日发现了海王星，它出现的地点非常靠近科学家根据所观察到的木星、土星和天王星的位置经过计算独立预测出的地点。由于海王星是由天文计算而发现的行星，所以被称为“笔尖上的发现”。
海王星是远日行星之一，按照同太阳的平均距离由近及远排列，为第八颗行星。它的亮度仅为7.85等，只有在天文望远镜里才能看到它。由于它那荧荧的淡蓝色光，西方人用罗马神话中的海神——“尼普顿”的名字来称呼它。尼普顿是罗马神话中统治大海的海神，掌管着1／3的宇宙，颇有神通，海王星的天文学符号是象征尼普顿手中寒光闪闪的神叉。在中文里，它被译为海王星。
海王星的赤道半径为24750千米，是地球赤道半径的3.88倍。星体呈扁球形，体积是地球体积的57倍，质量是地球质量的17.22倍，平均密度为1.66克／立方厘米。海王星在太阳系中，仅比木星和土星小，是太阳系的第三大行星。
现在认为，海王星内部有一个质量和地球差不多的核，核是由岩石构成的，温度为2000～3000摄氏度，核外面是质量较大的冰包层，再外面是浓密的大气层，大气中主要含有氢，还有甲烷和氨等气体。海王星是一个狂风呼啸、乱云飞渡的世界，在大气中有许多湍急紊乱的气旋在翻滚。
海王星的自转周期为22小时左右，它的赤道面和轨道面的交角是28度48分，绕太阳公转的轨道很接近正圆形，轨道面和黄道面的夹角很小，只有1度8分。它以平均5.43千米／秒的速度公转，大约要164.8年才能绕太阳一周。
在海王星的四季中，冬季、夏季温差很小，不像地球这么显著。由于海王星离太阳太远（约为4.5亿千米，是地球与太阳距离的30倍），在它表面每单位面积受到的日光辐射只有地球上的1／900，日光强度仅仅相当于一个不到1米远的百瓦灯泡所发光线的强度，因此它表面温度很低，通常在－200摄氏度以下。到目前为止，已经发现海王星有8颗卫星。
科学家观察发现，海王星南极周围有两条宽约4345千米的巨大黑色风云带和一块面积有如地球那么大的风暴区，它们形成了像木星大红斑那样的大黑斑。这块大黑斑沿中心轴向逆时针方向旋转，每转360度需10天。海王星也有磁场和辐射带，大部分地区有像地球南北极那样的极光。海王星的大气层动荡不定，大气中含有由冰冻甲烷构成的白云和大面积气旋，跟随在气旋后面的是时速为640千米的飓风。海王星上空有一层因阳光照射大气层中的甲烷而形成的烟雾。
海王星的组成成分与天王星的很相似：各种各样的“冰”和含有15％的氢和少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星，它或许有明显的内部地质分层，但在组成成分上有着或多或少的一致性。但海王星很有可能拥有一个岩石质的小型地核（质量与地球相仿）。它的大气多半由氢气和氦气组成，还有少量的甲烷。
随着科技的不断发展，人类会发现更多海王星的秘密。
海卫一之谜
1846年9月23日海王星被发现，约翰·弗里德里希·威廉·赫歇尔获悉后给拉塞尔写信，让他注意一下海王星是否有卫星。拉塞尔在开始寻找卫星后的第八天，于10月10日发现了海卫一。
海卫一在国际上的名字是Triton，它是以希腊海神特里同命名的。这个名字是1880年卡尔米·弗拉马利昂提出的。发现者拉塞尔本人似乎想不出应该怎样给这颗卫星命名，但是他给他后来发现的土卫七和天卫一、天卫二命名了。