È il pomeriggio del 28 maggio 1971 al Cosmodromo di Baikonur, nel cuore della steppa kazaka, e le operazioni di countdown per una delle missioni più ambiziose del programma spaziale sovietico sono nelle fasi finali. Sulla rampa di lancio svetta il vettore pesante Proton-K, incaricato di portare nello spazio profondo la sonda automatica interplanetaria Mars 3. L'atmosfera nel bunker di controllo è di estrema concentrazione tecnica: solo nove giorni prima, il 19 maggio, è stata lanciata la sonda gemella, la numero 2, e ora i tecnici devono replicare la sequenza per garantire all'Unione Sovietica una ridondanza operativa essenziale per la conquista del suolo marziano. I sistemi di telemetria confermano che tutti i parametri dei serbatoi e dei sistemi di guida inerziale rientrano nelle tolleranze nominali. Alle ore 15:26 UTC, i motori del primo stadio si accendono, sollevando il colosso da quasi 700 tonnellate verso il cielo.
La fase di ascesa procede secondo il profilo di volo stabilito. Il primo stadio si separa regolarmente, seguito dall'accensione del secondo e successivamente del terzo stadio, che spingono il carico utile in un'orbita di parcheggio bassa attorno alla Terra. È qui che inizia la fase critica monitorata con apprensione dai controllori di volo: l'attivazione del quarto stadio, il potente stadio superiore Blok D. Questo componente ha il compito cruciale di riaccendersi nel vuoto per fornire la spinta necessaria all'inserzione nella traiettoria di trasferimento verso Marte. Il computer di bordo comanda l'accensione: il motore brucia per la durata prevista, imprimendo l'accelerazione necessaria per sfuggire alla gravità terrestre. Al termine della manovra, la separazione meccanica tra il Blok D e la sonda avviene con successo. Mars 3, ora in configurazione di crociera, dispiega i pannelli solari e le antenne paraboliche.
Nelle ore immediatamente successive al lancio, l'attenzione si sposta sulla stabilizzazione dell'assetto. I sensori ottici della sonda iniziano la procedura di ricerca dei riferimenti celesti, scansionando la volta stellata per agganciare il Sole e la stella Canopo. Questa operazione è fondamentale per mantenere l'orientamento corretto durante il lungo viaggio di circa sei mesi e garantire che le antenne ad alto guadagno siano puntate verso la Terra per le comunicazioni. La telemetria ricevuta dalle stazioni di terra conferma che i sistemi di bordo, pressurizzati e termoregolati, funzionano nominalmente. Viene subito caricata la sequenza per la prima correzione di rotta a metà percorso, necessaria per compensare le minime imperfezioni dell'inserzione in orbita e indirizzare con precisione millimetrica il modulo di discesa verso l'atmosfera del Pianeta Rosso. Mentre il vettore si allontana, le squadre a terra analizzano i flussi di dati: la "flottiglia" sovietica è in viaggio, e la complessa coreografia balistica per portare il primo manufatto umano sulla superficie di Marte è ufficialmente iniziata.
L'eredità scientifica della missione Mars 3 rimane una pietra miliare nell'esplorazione del sistema solare, nonostante le severe difficoltà operative incontrate all'arrivo. Il risultato storico più eclatante, che ha garantito alla missione un posto nei manuali di astronautica, è stato il compimento del primo atterraggio morbido (soft landing) riuscito sulla superficie di Marte. Il 2 dicembre 1971, il modulo di discesa si separò dall'orbiter e, utilizzando una combinazione di frenata aerodinamica, paracadute e retrorazzi, toccò il suolo nel cratere Tolomeo. Sebbene la trasmissione dati dalla superficie sia durata appena 20 secondi prima di interrompersi bruscamente, probabilmente a causa di una scarica elettrica generata da una violentissima tempesta di sabbia globale, l'evento dimostrò la validità dell'ingegneria di discesa sovietica in un'atmosfera tenue e sconosciuta. L'unica immagine trasmessa risultò essere un fotogramma grigio privo di dettagli, ma la telemetria confermò la sopravvivenza del lander all'impatto, un'impresa ingegneristica senza precedenti.
Tuttavia, il contributo scientifico più robusto e continuativo provenne dalla componente orbitale della missione. L'orbiter di Mars 3, lavorando in tandem con quello della missione gemella, effettuò misurazioni prolungate per diversi mesi, completando la missione primaria nell'agosto 1972. Gli strumenti a bordo, tra cui radiometri a infrarossi e fotometri, permisero di studiare la tempesta di polvere che avvolgeva l'intero pianeta al momento dell'arrivo. I dati raccolti furono fondamentali per comprendere la dinamica atmosferica marziana: gli scienziati osservarono che la polvere in sospensione assorbiva la radiazione solare, riscaldando l'atmosfera superiore fino a temperature inattese, mentre la superficie sottostante rimaneva notevolmente più fredda rispetto alle condizioni di cielo sereno. Questo effetto "anti-serra" temporaneo fu una scoperta chiave per la climatologia planetaria.
Inoltre, la missione fornì dati cruciali sulla ionosfera e sul campo magnetico marziano. I magnetometri rilevarono un campo magnetico intrinseco estremamente debole, circa 3000 volte inferiore a quello terrestre, confermando che Marte non possiede una dinamo interna attiva paragonabile alla Terra. Furono mappate le anomalie gravitazionali e i profili di temperatura superficiale, che variavano drasticamente tra le latitudini e le ore del giorno. Anche se il piccolo rover Prop-M, collegato al lander tramite un cavo, non poté mai essere dispiegato a causa del guasto nelle comunicazioni, la missione nel suo complesso fornì la prima caratterizzazione dettagliata dell'ambiente marziano da un'orbita stabile. I dati di Mars 3 e della sua gemella permisero di affinare i modelli atmosferici che sarebbero stati poi indispensabili per il successo delle successive missioni Viking della NASA, trasformando Marte da un punto luminoso nel telescopio a un mondo geofisicamente complesso e meteorologicamente attivo.
