Fue lanzado el 30 de marzo de 1971. Mariner 9 fue la primera nave en orbitar otro planeta. Llevó instrumentos similares a los del Mariner 6 y 7, pero debido a la necesidad de tener un mayor sistema de propulsión para controlar la nave en Marte, esta pesaba como las dos naves combinadas.

Cuando Mariner 9 llegó a Marte, la atmósfera estaba polvorienta y oscurecía la superficie. Esta inesperada situación obligó a reprogramar la nave por un par de meses hasta que el polvo se asentara.

Después de 349 días en orbita, Mariner 9 transmitió 7.329 imágenes cubriendo casi el 80% de la superficie de Marte. Fobos y Deimos también fueron fotografiados.
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