La rampa di lancio 36B di Cape Kennedy è avvolta nell'oscurità della sera del 24 febbraio 1969, ma la tensione operativa al centro di controllo è palpabile, figlia di un’emergenza tecnica risolta per miracolo solo pochi giorni prima. I tecnici della NASA e della General Dynamics stanno monitorando il countdown finale per il lancio della Mariner 6, una sonda destinata a svelare i segreti dell'atmosfera e della superficie marziana. L'atmosfera è carica perché questa missione ha rischiato di non partire mai: solo dieci giorni fa, il vettore Atlas originale ha subito un catastrofico calo di pressione strutturale mentre era in rampa, collassando parzialmente e costringendo le squadre di terra a un’operazione disperata per rimuovere la sonda e installarla su un nuovo razzo vettore in tempi record per non perdere la finestra di lancio planetaria.
Sono le 20:29 ora locale (EST) quando i motori del vettore Atlas-Centaur si accendono, illuminando la costa della Florida. La telemetria scorre frenetica sui monitor: il "liftoff" è confermato e il veicolo si solleva vincendo la gravità terrestre. La fase di ascesa è critica, specialmente considerando i recenti problemi ai sistemi di pressurizzazione. Il controllore di volo chiama lo spegnimento dei motori booster (BECO) e la successiva separazione dello stadio sustainer. Ogni scossone registrato dagli accelerometri viene scrutinato in tempo reale per escludere anomalie strutturali. Pochi minuti dopo, avviene la separazione dell'ogiva protettiva: Mariner 6 è ora esposta al vuoto, ancora vincolata allo stadio superiore Centaur.
La fase successiva è la più delicata: l'accensione del motore criogenico del Centaur per l'inserzione in orbita di parcheggio, seguita da una seconda accensione per l'iniezione trans-marziana (TMI). I dati di navigazione confermano che la spinta ha impartito la velocità necessaria per sfuggire all'attrazione terrestre. Alle console di controllo, la sequenza automatica comanda la separazione della sonda dal razzo. I sensori di bordo rilevano immediatamente il dispiegamento dei quattro pannelli solari: la corrente elettrica fluisce nei sistemi vitali. Il computer di bordo, il Central Computer and Sequencer, inizia la routine di acquisizione dell'assetto, cercando il Sole come riferimento primario e la stella Canopo come riferimento secondario. Il segnale radio ricevuto dalla rete Deep Space Network conferma che Mariner 6 è viva, stabile e in rotta verso il Pianeta Rosso, lasciandosi alle spalle il caos della rampa di lancio per affrontare il silenzio della crociera interplanetaria.
Il successo operativo del lancio ha permesso alla missione di raggiungere il suo obiettivo primario cinque mesi dopo, rivoluzionando, seppur parzialmente, la comprensione scientifica di Marte. Mariner 6 ha effettuato il suo flyby ravvicinato il 31 luglio 1969, passando a circa 3.400 chilometri dalla superficie marziana, una distanza sufficiente per utilizzare i suoi strumenti di bordo con una precisione mai raggiunta dalle precedenti missioni Mariner. L'eredità scientifica della missione risiede principalmente nella demolizione definitiva delle teorie ottocentesche sulla presenza di canali artificiali o di acqua liquida abbondante in superficie.
Le 75 immagini restituite dalla sonda hanno rivelato un paesaggio desolato e pesantemente craterizzato, molto simile a quello lunare, smentendo le speranze di trovare una geologia attiva simile a quella terrestre. Tuttavia, questa visione si è rivelata in seguito un caso di "sfortuna scientifica": la traiettoria di sorvolo, concentrata sulle regioni equatoriali, ha mancato per pura casualità le enormi formazioni vulcaniche di Tharsis e il gigantesco canyon della Valles Marineris, che sarebbero stati scoperti solo successivamente dalla Mariner 9. Nonostante questa visione parziale, i dati spettrometrici hanno fornito risultati fondamentali sulla composizione atmosferica.
Gli strumenti a bordo, tra cui uno spettrometro a raggi ultravioletti e uno a infrarossi, hanno confermato che l'atmosfera marziana è composta quasi interamente da anidride carbonica (oltre il 95%), con tracce minime di vapore acqueo e l'assenza quasi totale di azoto, un dato che ha costretto gli esobiologi a rivedere drasticamente i modelli sulla possibile vita microbica. Inoltre, l'esperimento di occultazione radio in banda S ha permesso di misurare la pressione atmosferica al suolo, attestandola tra i 6 e i 7 millibar, un valore troppo basso per permettere l'esistenza di acqua liquida in superficie. Questi dati hanno costituito la base indispensabile per la progettazione dei lander delle successive missioni Viking, spostando il focus della ricerca dalla rilevazione visiva macroscopica all'analisi chimica del suolo.