После отделения посадочного модуля на нем включались восемь тормозных двигателей, работающих на гидразине. Модуль сходил с орбиты и, входя в атмосферу, тормозился большим конусообразным тепловым экраном. При достижении скорости снижения 900 км/ч экран сбрасывался и выпускался тормозной парашют, изготовленный из полиэстера, диаметром 16 м. Когда модуль достигал высоты 1400 м, парашют отстреливался, а модуль плавно опускался за счет работы трех ракетных двигателей. В момент касания поверхности энергия удара гасилась тремя амортизационными стойками.
20 августа 1975 года к Марсу отправился «Викинг-1», через 18 дней с мыса Канаверал запустили его брата-близнеца — «Викинг-2». 19 июня и 8 августа они вышли на марсианскую орбиту.
«Викинг-1» маневрировал на орбите 16 дней, прежде чем операторам удалось подобрать подходящее место для посадки на Равнине Хриса. 20 июля он успешно сел в заданном районе с координатами 22,27° с. ш. и 48° з. д. 3 сентября на Равнине Утопия (49,97° с. ш. и 225,67° з. д.) «примарсился» «Викинг-2».
После посадки включились панорамные камеры, и на Землю отправились первые фотографии поверхности Марса. Оба «Викинга» находились на усыпанных камнями равнинах ржавого цвета Над ними раскинулось чистое небо красноватого оттенка. Анализатор атмосферы выдал состав газа: 95 % углекислого газа, 2,7 % азота, 0,15 % кислорода, 1,5 % аргона и немного водяного пара. Хроматограф не нашел в составе грунта сложных органических молекул. Грунт состоял из кремния, железа, кальция, алюминия, серы, титана, магния, цезия и кальция.
Метеорологические приборы «Викинг-1» показали среднюю максимальную суточную температуру -34 °C и среднюю минимальную суточную температуру -85 °C. Скорость ветра колебалась в пределах 0,8-10 м/сек, направление ветра в течение суток изменялось по часовой стрелке. «Викинг-2» показал, что средняя максимальная суточная температура составляла -30,5 °C, средняя минимальная суточная температура -81 °C. Средняя скорость ветра 4,3 м/сек.
Начались запланированные эксперименты по поиску жизни. Каждый эксперимент проводился несколько раз При различных условиях, например: при искусственном солнечном свете и без него, с поверхностным грунтом и с грунтом из-под камня, экранирующего ультрафиолетовое излучение Солнца; с необработанным грунтом и предварительно стерилизованным при температуре 175 °C.
Результаты экспериментов были противоречивыми. Из необработанного грунта при воздействии искусственного солнечного света и воды выделилось некоторое количество углекислого газа, но еще больше кислорода. Без солнечного света или с предварительной стерилизацией грунта результат практически не изменился. Высвобождение газов могло быть прекращено, если температура превышала 120 °C. Поскольку в почве не было обнаружено никаких органических соединений, то сделали вывод, что наблюдаемые реакции, вероятно, были химическими и обусловлены наличием в грунте сильного окислителя, такого, как перекись водорода. Вероятность наличия жизни сильно уменьшилась, но некоторые ученые до сих пор считают, что жизнь на Марсе есть — только в очень экзотической форме.
Посадочные модули работали гораздо больше расчетного срока. Сеансы связи с ними проводились еженедельно. Последнюю информацию «Викинг-1» передал в ноябре 1982 года.
Орбитальные модули работали около четырех дет и сделали более 300000 качественных фотографий поверхности Марса. Среди них обнаружился снимок 37А72 марсианской области под названием Сидония, на котором легко различалось человеческое лицо! Снимок «случайно» попал в прессу и был воспроизведен практически всеми средствами массовой информации.
В нескольких километрах от странного образования находился участок со скальными образованиями, удивительно напоминающими пирамиды. Лицо немедленно окрестили «сфинксом», и по миру начали гулять всевозможные гипотезы, достойные пера Герберта Уэллса.
И хотя руководители программы «Викинг» стали отрицать возможное искусственное происхождение этих объектов, объясняя все игрой света и тени, большинство людей уверовало в то, что на Марсе имеются следы существования древней цивилизации. Ведь размеры «сфинкса» поражали человеческое воображение. Протяженность лица — 2,5 км, а его высота над поверхностью 800 м. Древним египтянам такой масштаб и не снился.
Лицо ка Марсе «появилось» вполне своевременно. Вокруг исследования Марса опять возник ажиотаж, а это способствовало выделению очередных средств на исследование загадочной планеты.
В 1988 году в СССР подготовили две автоматические станции под названием «Фобос». Станции весили приблизительно по 6200 кг каждая.