Вторая станция — «Марс Патфайндер» («Mars Pathfinder», «Carl Sagan Memorial Station») — несла на себе шестиколесный марсоход «Соджорнер» («Sojourner»). 4 июля 1997 года спускаемый аппарат «Патфайндера» вошел в атмосферу Марса.

Сначала скорость аппарата была снижена за счет парашютной системы, на заключительной стадии спуска под днищем «Патфайндера» были надуты 24 воздушных шара, обеспечившие мягкую посадку. Уже на следующий день марсоход «Соджорнер» сел на поверхность Марса. За месяц работы посадочная станция и марсоход передали на Землю большое количество высококачественных фотоснимков и обследовали некоторые из камней, обнаруженных в месте посадки. Экспедиция «Патфайндера» обошлась бюджету НАСА всего лишь в 265 миллионов долларов, что очень дешево. Это позволило говорить о возможности засылки на Марс целого выводка «Соджорнеров», которые позволят непосредственно и достаточно подробно изучить красную планету. 11 декабря 1998 года в развитие программы «Марс Сервейор» к Марсу отправился еще один орбитальный аппарат — «Марс Климат Орбитер» («Mars Climate Or biter»), задачей которого было изучать погодные изменения, распределение воды в атмосфере и на поверхности, а также поддерживать связь с полярным посадочным аппаратом «Марс Полар Ландер» («Mars Polar Lander»). 23 сентября 1999 года «Марс Климат Орбитер» слишком глубоко вошел в атмосферу Марса и сгорел. Позднее была установлена причина гибели аппарата — автор программы управления спутал фунты с ньютонами. Эта ошибка обошлась НАСА потерей космической системы стоимостью в пару сотен миллионов долларов.

Однако еще более серьезный удар по марсианской программе нанесла гибель полярного посадочного аппарата.

«Марс Полар Ландер», созданный для изучения ледяного покрова южного полюса Марса, стартовал к красной планете 3 января 1999 года, а уже 3 декабря того же года связь с аппаратом была утеряна — по-видимому, он разбился при посадке.

Две катастрофы подряд заставили американский Конгресс пересмотреть бюджет НАСА, а руководство Аэрокосмического агентства — кадровую политику своего ведомства, поскольку причины гибели двух станций увязывались в средствах массовой информации именно с «человеческим фактором».

В результате пришлось поумерить аппетиты и сократить обширные планы на астрономическое окно 2001 года. В этот период планировалось запустить к Марсу орбитальный аппарат «Марс Сервейор 2001 Орбитер» («Mars Surveyor 2001 Orbiter»), посадочный аппарат «Mars Surveyor 2001 Lander» и на его борту — марсоход «Marie Curie». 7 апреля 2001 года в обеспечение американской миссии на Марсе стартовал только один аппарат из трех — модифицированный «Марс Сервейор 2001 Орбитер», получивший имя «2001 Марс Одиссей» («2001 Mars Odyssey») в честь известного научно-фантастического романа Артура Кларка, экранизированного культовым режиссером Стэнли Кубриком.

С января 2002 по июль 2004 года «Одиссей» будет изучать Марс. С его помощью планируется проанализировать распределение минералов и химических элементов на поверхности планеты, а одним из главных пунктов поиска будет вода, которая, как мы знаем, является основой всего живого.

Также будет исследоваться интенсивность радиоактивного космического излучения вокруг планеты — это важно для оценки риска будущих пилотируемых экспедиций.

Параллельно с выполнением своей научной программы станция «2001 Марс Одиссей» станет ретранслировать данные с американских марсоходов «МЕР-А» («MER-A») и «МЕР-Б» («MER-B») (посадка — 4 января и 25 февраля 2004 года соответственно) и посадочных аппаратов других стран.