Существование каналов на Марсе стало общепризнанным фактом, но совершенствующиеся астрофизические исследования показывали, что, похоже, природные условия там весьма отличаются от земных. Измерение высоты атмосферы соседней планеты привело к парадоксальному результату: сравнение снимков в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах давало высоту от 100 до 150 км, но при такой атмосфере Марс должен был выглядеть не красным, а молочно-белым подобно Венере. В результате многолетних споров астрономы пришли к выводу, что марсианская атмосфера все же очень разрежена, но на большой высоте существует слой частиц, который рассеивает ультрафиолетовые лучи (эффект Райта). Позднее было установлено, что причина еще проще — в цветовых особенностях самой поверхности Марса.
Французский астрофизик Жерар де Вокулёр попытался определить оптическую толщину атмосферы Марса. По результатам своих наблюдений 1945 года он заключил, что давление у поверхности Марса равно 60–70 мм рт. ст., т. е. соответствует давлению земной атмосферы на уровне 18 км. С одной стороны, его открытие внушало оптимизм: вода при таком давлении начинает кипеть при температуре +40 °C, поэтому на Марсе могут быть открытые водоемы. С другой стороны, землянам, которые прилетят когда-нибудь на Красную планету, придется пользоваться специальными костюмами. На самом деле астрофизик ошибся в 15 раз: сегодня мы знаем, что среднее давление у поверхности Марса составляет 4,6 мм рт. ст.
Что касается состава атмосферы, то к его изучению подошли только в 1947 году, когда Джерард Койпер использовал для этой цели инфракрасный спектрометр. Первый опыт сравнения инфракрасных спектров Марса и Луны показал, что у Красной планеты значительно усилена полоса углекислого газа — СО2. Тогда этому не придали значения. Инерция мышления, регулируемого утопическими представлениями, оказалась столь велика, что астрономы не решались признать простой факт: содержание углекислого газа в атмосфере намного превышает значение для Земли. Упомянутый де Вокулёр, например, отводил в 1954 году углекислому газу не более 2 %. Он снова ошибся: когда к Марсу добрались первые космические аппараты, стало ясно, что доля CO2 составляет 95 %!
Впрочем, оценки астрофизиков, хотя и не выглядели столь оптимистичными, как во времена Лоуэлла, позволяли надеяться, что какие-то формы жизни на Марсе все же есть. Во второй половине 1940-х годов советский астроном Гавриил Тихов основал новую науку, названную им астробиологией. Он исходил из гипотезы, что темные области Марса покрывает растительность. Поскольку на Красной планете очень холодно и атмосфера заметно отличается от земной, то и флора должна иметь специфические особенности. Тихов пытался реконструировать марсианскую растительность, подбирая аналоги из земных хвойных пород, произрастающих на Крайнем Севере. Основоположник астробиологии организовал при Алма-Атинской обсерватории небольшой сад, в котором снимал спектры различных морозоустойчивых растений, которые сравнивал со спектрами Марса. У него, кстати, проходил практику молодой астроном Борис Стругацкий, который впоследствии стал вместе с братом Аркадием ведущим советским писателем-фантастом. Представления о Марсе, изложенные ими в повести «Стажеры» (1962), во многом опирались на работы Тихова.
Вообще говоря, образ соседней планеты, обсуждаемый фантастами, начал кардинально меняться вслед за открытиями ученых. Например, в романе Артура Кларка «Пески Марса» (The Sands of Mars, 1951) нет больше мудрой сверхцивилизации, зато есть низкорослые леса и мелкие животные, похожие на кенгуру; земные космонавты вынуждены жить под герметичными куполами, страдают от дефицита воды, кислорода и провианта, поэтому планируют терраформировать планету, чтобы сделать ее пригодной для цивилизации.
Тем не менее публика оказалась не готова принять новые сведения о Марсе. Если там сейчас нет развитых форм жизни, то, может быть, они были в прошлом? Может быть, марсиане, предвидя гибель своей планеты от потери атмосферы и воды, освоили межпланетные перелеты и заселили Венеру и Землю? Может быть, они были богами, сошедшими с небес, и «учителями учителей», о которых рассказывают древние мифы? Тут гипотеза обитаемого Марса сливается с гипотезой палеоконтакта, что предопределило развитие темы на десятилетия вперед.
Дополнительным аргументом в пользу доисторической марсианской цивилизации послужил первоапрельский розыгрыш, приведший к серьезным последствиям. Главный редактор американского журнала The Great Plains Observer Вальтер Хьюстон опубликовал в апрельском выпуске за 1959 год статью-мистификацию, в которой утверждалось, что Фобос и Деймос, спутники Марса, являются искусственными сооружениями, запущенными на ареоцентрическую орбиту в незапамятные времена. Нет надежных сведений, читал ли статью советский астрофизик Иосиф Шкловский, но ровно через месяц «Комсомольская правда» опубликовала интервью с ним, в котором тот сообщил: