水手4号 (Mariner 4) 是一系列以飞越方式进行的行星际探险中的第四个，并且是第一个成功飞越火星的太空船。它回传了第一张火星表面的照片，并且是第一张从地球以外另外一个行星上拍的照片。同时，这张充满了陨石坑、死寂世界的照片，震惊了科学界。
美国发射到金星、火星和水星附近的不载人的航天探测飞船系列被称作“水手号”(Mariner)。
1964年11月28日，水手四号发回第一批拍摄的火星表面的照片。继而水手6号和7号(1969年)、9号(1971年至1972年)除拍摄照片外还对火星大气作了重要分析。水手10号(1973年至1975年)3次飞越水星，第3次在距水星不到130英里范围内飞过时，用无线电向地球发回了水星表面的第一批近距离照片，并对水星磁场和大气进行了分析。
从哈勃望远镜中看到的火星
“水手4号”的火星之旅
第一件事情让我们重新回到“火星人”这个话题上。虽然射电望远镜没能让我们捕捉到来自火星的电波，但此时的人类依然坚信火星人的存在，只是他们的科技可能尚未达到收发“电报”的程度。要真正揭开“火星人”之谜，就必须发射探测器造访火星。
此时的世界，正值美苏争霸的冷战时期，美国和苏联这两个当时的超级大国在航空航天事业上竞相投入巨资，以显示自己的科技实力。苏联人率先在1961年把加加林送入地球近地轨道，他成为人类历史上的第一个“太空人”。这件事非常重要，可能几万年后，人类史大事记中的第一条为“亚当夏娃走出伊甸园”，第二条就是“加加林迈入太空”。
苏联人又把目光投向了火星，发誓要赶在美国人前面把人造探测器扔上火星。1962年11月1日，在全世界的瞩目中，苏联的“火星1号”探测器发射升空，这是人类火星之旅的开端。“火星1号”将被发射进入火星环绕轨道，并对火星进行高空拍照，照片可以传回地球。“火星1号”还安装了先进的生命探测仪、磁场探测仪、辐射探测仪。几乎可以肯定，如果“火星1号”顺利进入火星轨道，那么“火星人”是否存在的谜题将被破解。
然而，“火星1号”升空后4个月，在飞到距离地球1亿千米左右的地方，突然与地球失去了联系，从此一头扎进茫茫太空中，杳无音讯。苏联人的火星探测计划严重受挫。
“火星1号”的失败让美国人舒了一口气，相比之下，美国人就显得比较稳重，他们的计划是先向距离地球最近的金星发射探测器，积累经验后再发射火星探测器。虽然在“火星1号”发射的4个多月前，美国人就发射了“水手1号”金星探测器，但发射仅仅5分钟后，就因为搭载它的阿特拉斯火箭故障而偏离轨道，美国空军果断地发射导弹摧毁了它。美国人紧接着就发射了“水手1号”的备份探测器“水手2号”。在“火星1号”传回失败消息的同时，“水手2号”却成功地近距离掠过金星，传回了大量关于金星的第一手资料。“水手2号”在掠过金星后，被金星的引力加速像一个链球一样“甩”向火星，但限于当时的技术水平，“水手2号”无法准确进入火星环绕轨道，只能在飞行1年多后从火星的附近掠过。虽然这个距离不足以拍摄到火星地表的照片，但美国人离揭秘火星仅有一步之遥。
1964年11月，这是一个绝佳的探测火星的“窗口期”。美国人在3周内相继发射“水手3号”和“水手4号”两个互为备份的火星探测器，这是一个双保险。果然，“水手3号”因为火箭无法抛弃喷嘴整流片而失败，“水手4号”则成功踏上了飞向火星的征途。
经过七个半月的漫漫飞行，“水手4号”终于在次年的7月成功到达了火星，第一张近距离的火星照片被传回地球。困扰了人类一个多世纪的火星人之谜终于被揭开：火星是一个荒凉的戈壁滩世界，布满了陨石坑，虽然有一层极其稀薄的大气，但火星的地表几乎就是“裸露”在严峻的太空中。这里没有运河，没有绿洲，没有农作物，更没有火星人。
“水手4号”让科学界欢呼，它是第一个成功造访火星的人类探测器。但它却让全世界的科幻作家捶胸顿足，从此以后，科幻小说中的外星人没有办法再驾着飞碟从火星奔来，只得从遥远的多得多的其他恒星系飞来。因为距离的数量级变化，外星人飞临地球的技术难度也增加了不止一个数量级，科幻作家们不得不头疼地给恒星际航行寻找科学原理，其难度和成本也大大增加了。而且在这之前，科幻作品中地球人还有一个同为“太阳系人”的同胞“火星人”，我们和火星人可以并肩战斗，抵抗“外太阳系人”的入侵。之后，地球人只能孤独地代表太阳系文明与其他星系的文明接触了。
