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NASA 的 Ingenuity 直升机在火星上进行首次突破性飞行已过去七个月。从最早在火星表面上空试探性盘旋，Ingenuity 进行了多次更长、更重要也更具科学重要性的飞行。它单次飞行的最远距离为 625 米，最高 12 米，持续时间最长达到 169.5 秒。
但进入九月，由于季节性变化，小型飞行器面临大气日益稀薄的威胁。NASA 毅力号火星漫游车于 2 月在火星北半球的杰泽罗陨石坑（Jezero Crater）着陆，当时正值冬季末期。从那之后，夏天来了，火星大气密度从地球大气密度的 1.5% 下降到了 1.0%。对于在稀薄大气中挑战飞行极限的直升机来说，这种下降的幅度着实显著。NASA 工程师制定了一项计划，将 Ingenuity 的叶片转速从略高于 2,500 rpm 提高到 2,800 rpm 以进行补偿。9 月 Ingenuity 以更高的转速进行了一次初始飞行测试，未能成功起飞，这引起了担忧。这会是这架寿命已超过设计寿命的直升机的终点吗？不，它不是。工程师在直升机的小型飞行控制电机中诊断出了一个问题，在实施了解决方案之后，Ingenuity 做好了再次尝试的准备。
10 月 24 日，Ingenuity 以 2700 转/分的速度进行了一次短途飞行，高度约为 5 米，水平移动距离约 2 米。这次测试的成功让工程师更有信心在火星比较稀薄的大气中尝试以更高的转速进行更长的飞行。 本周他们进行了尝试，Ingenuity 在火星上完成了第 15 次完整飞行，飞行时间为 128.8 秒，在火星表面飞行了大约 400 米。这次飞行证明 Ingenuity 有能力在火星上最稀薄的大气中飞行，为未来探索具有科学意义区域的低密度大气侦察任务奠定了基础。
但进入九月，由于季节性变化，小型飞行器面临大气日益稀薄的威胁。NASA 毅力号火星漫游车于 2 月在火星北半球的杰泽罗陨石坑（Jezero Crater）着陆，当时正值冬季末期。从那之后，夏天来了，火星大气密度从地球大气密度的 1.5% 下降到了 1.0%。对于在稀薄大气中挑战飞行极限的直升机来说，这种下降的幅度着实显著。NASA 工程师制定了一项计划，将 Ingenuity 的叶片转速从略高于 2,500 rpm 提高到 2,800 rpm 以进行补偿。9 月 Ingenuity 以更高的转速进行了一次初始飞行测试，未能成功起飞，这引起了担忧。这会是这架寿命已超过设计寿命的直升机的终点吗？不，它不是。工程师在直升机的小型飞行控制电机中诊断出了一个问题，在实施了解决方案之后，Ingenuity 做好了再次尝试的准备。
10 月 24 日，Ingenuity 以 2700 转/分的速度进行了一次短途飞行，高度约为 5 米，水平移动距离约 2 米。这次测试的成功让工程师更有信心在火星比较稀薄的大气中尝试以更高的转速进行更长的飞行。 本周他们进行了尝试，Ingenuity 在火星上完成了第 15 次完整飞行，飞行时间为 128.8 秒，在火星表面飞行了大约 400 米。这次飞行证明 Ingenuity 有能力在火星上最稀薄的大气中飞行，为未来探索具有科学意义区域的低密度大气侦察任务奠定了基础。
加州大学工程与应用科学学院助理教授 Jingjie Wu 和他的学生们，尝试在化学反应中利用碳催化剂将二氧化碳转化为甲烷。这一反应以法国化学家保罗·萨巴捷(Paul Sabatier)命名，即“萨巴捷反应”。国际空间站也在利用这种反应用于清除宇航员呼出空气中的二氧化碳，并产生火箭燃烧以保持空间站处于高空轨道。但 Wu 团队的野心明显要大得多。 火星大气几乎完全由二氧化碳组成。Wu 解释道，在宇航员抵达这颗红色星球之后，完全可以利用这里的二氧化碳生成自己需要的宝贵资源，甚至将返程所需的燃料削减一半。Wu 指出，“这就像是火星上的加油站。我们可以轻松通过反应将二氧化碳转化可以作为火箭燃料的甲烷。”这项研究由加州大学、莱斯大学、上海大学与华东理工大学的合作者共同发表在《自然通讯》杂志上。Wu 的化学工程职业生涯始于对电动汽车燃料电池的研究，大约十年前，他开始在自己的实验室中研究如何实现二氧化碳转化。
Wu 表示，“我意识到温室气体已经成为威胁整个人类社会的大问题。很多国家也感受到了由二氧化碳所带来的、迫在眉睫的可持续发展危机。正因为如此，我坚定支持世界各国制定的碳中和发展目标。”拜登政府设定的目标是到 2030 年将温室气体污染物的排放量减少 50%，到 2050 年建立起单纯依赖可再生能源的新经济形态。“这意味着我们必须掌握回收二氧化碳的能力。”Wu 和他的学生，包括论文第一作者、加州大学博士生 Tianyu Zhang，一直在试验包括石墨烯量子点（即厚度仅为纳米级别的碳层）在内的多种催化剂，希望有效增加甲烷产量。
Wu 表示，“我意识到温室气体已经成为威胁整个人类社会的大问题。很多国家也感受到了由二氧化碳所带来的、迫在眉睫的可持续发展危机。正因为如此，我坚定支持世界各国制定的碳中和发展目标。”拜登政府设定的目标是到 2030 年将温室气体污染物的排放量减少 50%，到 2050 年建立起单纯依赖可再生能源的新经济形态。“这意味着我们必须掌握回收二氧化碳的能力。”Wu 和他的学生，包括论文第一作者、加州大学博士生 Tianyu Zhang，一直在试验包括石墨烯量子点（即厚度仅为纳米级别的碳层）在内的多种催化剂，希望有效增加甲烷产量。
NASA 毅力号火星漫游车准备开始收集火星样本，这些样本计划在未来的火星任务中送回地球。毅力号于 2 月 18 日着陆在 Jezero 陨石坑，6 月 1 日开始探索陨石坑底部一个四平方公里大小的区域，该区域可能含有陨石坑最深最古老的暴露在外的基岩层。当年阿波罗登月任务中阿姆斯特朗用了 3 分 35 秒收集月球样本，而毅力号完成首次任务预计要耗时 11 天，它需要从地球接收指令。
火星漫游车好奇号捕捉到了罕见的火星云照片。火星稀薄的大气使得云相当罕见，火星上的云通常能在最寒冷的季节在赤道地区发现，但科学家在两个地球年（一个火星年）前注意到好奇号上空的云比预期更早形成，因此今年他们提前做好了准备，最终拍摄到了冰晶散射阳光形成闪烁色彩的云团。这些更早形成的云位于更高的维度上，绝大部分火星云的高度不超过 60 公里，而好奇号拍摄到的云维度更高，很可能是由冷冻的二氧化碳或干冰组成的。
火星直升机 Ingenuity 完成了在火星上的第六次飞行，期间发生飞行异常，但最终还是设法安全着陆。这次飞行计划在爬升到 10 米之后向西南方向飞行 150 米，再向南飞行 50 米，最后朝东北方向飞行 50 米，总飞行时间预计为 140 秒。但在第一阶段飞行结束时遇到了问题，Ingenuity 出现振荡，横摇和纵摇超过 20 度，电力消耗大幅增加。JPL 发现原因是 Ingenuity 用于估计速度和位置使用的图像丢失了一幅，破坏了后续图像的时间戳，导航算法因而发生了混乱。Ingenuity 还是能按照预定路线飞行和着陆，原因是为了避免飞尘它被编程在着陆前关闭视觉导航系统。
中国国家航天局周三发布了第一批来自火星的图像，宣布任务正在按计划进行。发回这些图像——一张彩色照片、一张黑白照片，以及两段短视频——等待了四天，引发了人们对周六的着陆可能出了问题的猜测。NASA 在对火星进行了几十年的探索之后，已在火星轨道上有一个小型航天器队，可为正在火星表面行驶的“毅力号”和“好奇号”火星车发回地球的数据做中继。中国在火星轨道上没有已在轨的航天器基础设施可用。“天问一号”探测器由环绕器、着陆巡视器和火星车组成，于去年7月发射，并于今年2月抵达火星轨道。但“天问一号”上周使用的将着陆巡视器和火星车释放到火星表面的轨道，让其处于并不理想的中继位置，无法将图像和视频等大量数据传回地球。周一，环绕器启动了自己的推进器，现在它每八小时就能绕火星运行一周，而不是之前的两天，这让它可以与火星车进行更频繁、更快的通信。
自太空时代开始以来，人类已经向火星这颗红色星球发射了大约 30 艘宇宙飞船和登陆器。遗传学家 Christopher Mason 说，现在我们知道哪些微生物可能在这些旅程中幸存下来并登陆了火星。航天器是在 ISO-5 洁净室（ISO-1 表示最洁净的设施，ISO-9 表示最不洁净的设施）中建造的，这里有空气过滤器和严格的生物控制程序。这些设计是为了确保每平方英尺只有几百个颗粒污染物，理想情况下每平方米不超过几十个孢子。即便如此，也几乎不可能达到零生物量。微生物已经在地球上存在了数十亿年，它们无处不在。它们在我们体内，在我们身体里，在我们周围。有些甚至能溜进最干净的房间。能适应太空环境的微生物被编入到一个名为“极端微生物组计划”（extreme Microbiome Project）的名单中，它们也有可能在未来成为人类进化工具箱中的工具。它们可能帮助我们更好的适应包括火星在内的地球外环境。
国家航天局宣布，天问一号探测器拟于北京时间 5 月 15 日凌晨至 5 月 19 日期间择机着陆于火星乌托邦平原。天问一号是在 2020 年 7 月 23 日发射，携带的火星漫游车被命名为祝融号，它在 2021 年 2 月 10 日进入火星轨道，原先的登陆日期定在 4 月 23 日。祝融号将组合利用大气煞车（aerobraking）、降落伞降速、火箭点火减速和部署安全气囊的方式在火星表面实现软着陆。祝融号计划在火星上工作 90 火星日调查当地环境。
NASA 毅力号火星漫游车又完成了一项创举 — 在火星上就地取材制氧，为人类将来前往火星增添了一分希望。这是毅力号自登陆火星后第二次创造历史；第一次是无人驾驶直升机首飞成功。制氧设备叫火星氧气现场资源利用实验仪器（Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment 或 MOXIE）。它用火星大气中的二氧化碳制成 5 克氧气，大致相当于宇航员在火星上呼吸 10 分钟所需的氧气。NASA 设计火星制氧实验的目的是探索将来人类去火星是否可以就地“取氧”，而不必自带氧气做星际旅行。火星大气成分以二氧化碳为主，占96%，氧气只占 0.13%；地球大气中氧气占 21%。Moxie 把二氧化碳（CO₂）分子中的氧原子（O₂）分离出来，产生的一氧化碳则作为废气排放到火星大气中。设计目标是每小时能制氧 10 克。
NASA 机智号直升飞机于 4 月 22 日完成了第二次火星飞行。这次飞行持续了 51.9 秒。相比第一次试飞，第二次飞行的机智号飞行高度更高，持续时间更长，还有侧向移动。机智号是在美国东部夏令时 5:33 a.m.（或火星当地时间 12:33 p.m.）起飞，爬升到 5 米高度，短暂悬浮后飞行控制系统执行了一个 5 度的倾斜飞行，侧向移动了 2 米。
NASA 的火星直升飞机周一完成了历史性的首次自主飞行，它使用了商用组件，大量采用了开源项目。最大源代码托管平台 GitHub 宣布，如果开发者的代码被火星直升飞机使用，它将为开发者添加“Mars 2020 Helicopter Contributor ”徽章。在这之前，GitHub 为源代码储存在北极的开发者添加了 Arctic Code Vault 徽章。获得 Mars 2020 Helicopter Contributor 徽章的人数无疑要少得多，火星直升飞机使用的开源项目包括：Linux 3.4，cpython 3.9.2，curl 7.19.0，等等。
中国计划在五月中旬尝试在火星上着陆漫游车，如果成功中国将成为美国之后第二个完成火星着陆的国家。IEEE 发表文章介绍了这辆漫游车。漫游车高 1.85 米，重 240 公斤，由太阳能供电，比 NASA 二月份登陆火星的毅力号要小，但比 NASA 较早的火星漫游车勇气号和机遇号要大。它由六轮驱动，测试时速最高 200 米，携带了 6 个科学负荷，设计寿命为 90 火星日或 92.5 地球日，它可能服役更长时间，中国的月兔二号漫游车设计的寿命类似，但目前已经在月球上运行了 800 多天。
NASA JPL 召开新闻发布会，详细描述了人类首次在另一个行星上展开动力飞行的计划。上个月在火星上成功着陆的毅力号漫游车携带了一架微型直升飞机机智号（Ingenuity）。机智号重 1.8 公斤，两个旋转刀片长 1.2 米。NASA 计划从 4 月 8 日开始执行首次飞行，机智号将在 30 天内完成一系列飞行，它不执行科学任务，主要是验证在火星大气层中的受控自主飞行，但会在飞行期间使用搭载的相机进行拍照摄像。机智号的首席飞行员 Håvard Grip 称，试飞需要两块平坦的地方，其中没有什么可能会干扰直升飞机着陆的东西。首次试飞将包括起飞、爬升三米、悬停然后着陆。之后的一系列飞行将会越来越复杂。