侦查火星的下一波行动于1915年进行，美国航空太空总署发射了海盗1号、海盗2号探测器，它们和早先前苏联所派出的火星2号和3号一样有登陆太空舱的设备，与其不同的是，海盗号成功地完成了任务。
海盗1号首先被发射，它的登陆太空舱于1976年7月20日安全地到达火星地面——水手峡谷北方的大型低洼地克莱斯平地（Chryse pLANITIA），同时在上方2000公里处，母船的摄影机已经打开准备拍摄高解析度的火星影像。
探寻生命体
由于水手9号所显现的火星是曾经可供居住的，美国航空太空总署便将海盗号的任务致力于火星生命体的探寻。这次的探寻的主要工作为火星表面大区域的高解析度摄影、分析火星大气层的构造和成分，以及将登陆舱所搜集的土壤样本做化学测试等。
我们在第一部看到土壤样本的测试得到许多正面的结果，而设计这个测试的其中一个科学家吉伯特·列门博士始终相信火星上至少有细菌生物的存在。这却和美国航空太空总署企画火星拓荒者号任务的亚登·爱罗毕（ArdenAlbee）博士最近所发表的官方说法大不相同：
我想说的是，没有任何实验得到生命体存在的证据，许多结果与我们所预期的不同，因为在设计测试仪器时并不知道火星表面有氧化剂的成分，也因此所得到的测试结果并不如预期中那样明确。
选择地点
海盗1号的登陆舱原本被安排在1976年7月4日美国独立日降落火星，但是当地球上的科学家们扫瞄母船所传回的火星表面影像时便将日期往后延，因为原本看好的降落地点看起来相当崎岖不平。寻找数星期后，他们选定克莱斯平地为一安全降落地点，登陆舱亦安全地降落其上。
现在将注意力转至海盗2号的降落点，以下是卡尔·沙冈所说的故事：
原本为海盗2号选定的降落纬度为此纬四十四度，选定的主要地点为赛多尼，因为根据一些理论性的论证，那里可能会有或者至少曾经有少量的水存在；由于海盗号的生物实验几乎是偏重嗜水的有机生物，一些科学家认为海盗号在赛多尼发现生命体的机会将大大提升。
沙冈和他的同事们即将发现那看起来像是生命体的讯息——但并非他们想像中的讯息，也非想像中的生命体，他们所发现的着实超出他们所能理解的范围，因此被大家认为是错觉，而无法对海盗2号的降落地点有任何开键影响。
错觉
这个发现是在1976年7月25日由托比斯·欧文发现，他是喷射推进实验室里海盗影像小组的一员；当时他正在检视赛多尼地区的画面以寻找可能的降落地点，有人听到他喃喃地说：“我的天啊！看看这个！”
他所检视的画面——参考号码35A72——显示着一个大致被分割为两块地质区的火星表面，一个带点稀疏坑洞以及少数升起的方山的广大平原，紧临着一片布满有角的石头岩石区，朝中心点看去，则出现一个巨大的人脸，从死寂的火星往上注视着——它的表情安详或者说带点哀愁——宛如一片贫瘠景象中的一个沉默哨兵。
几小时后，海盗计划的一位发言人格利·梭费（GerrySoften）向新闻媒体做了个简报，说明美国航空太空总署所宣称“探寻火星生命体”计划的进展；他已拿到最新发现的人脸影像。他把它给记者们看并轻蔑的给予评论：“光和影所产生的错觉真是特别啊！我们在数小时后又拍了一张照片，那时它已不见了，那是个错觉，只是光投射在上面罢了。”
很快地，喷射推进实验室（JPL）发表了一篇新闻稿，其对于“人面”做了相同的结论：
照片的说明：这张照片是海盗1号太空船在火星的北纬地区寻找海盗2号的降落点所拍的其中一张照片，这张照片显示了被腐蚀而类似方山的地形，中间酷似人脸的岩石构造，乃是影子所造成，使其看起来像似眼睛、鼻子和嘴巴。这个人脸在大阳仰角约20度的角度时大小约有1．5公里（1里）。这张照片出现斑点的部分乃是因为微小差错在影像放大时而被强调的缘故。这张照片是在7月25日距火星1870公里（1162里）的范围内所拍摄。海盗2号将于下星期六（8月7日）到达火星轨道，其降落计划己于9月初拟定完成。
乌托比亚
美国航空太空总署最后却决定海盗2号不降落在赛多尼上了。
很显然地，这个地点现在被认为不安全了；根据卡尔·沙冈的说法：
地点确认雷达很难进入北纬44度之处，倘若海盗2号受制于此方的高纤度，它的任务很可能会失败；为了提升海盗号的安全，地点确认雷达选定了靠近南纤四度的地方做为降落地点，那里的地形和克莱斯及赛多尼大不相同。
尽管如此，海盗2号最后还是降落在一个纬度比赛多尼还高的地点，它于1976年9月3日降落在北纬47．7度——一个布满岩石且毫无生机的平原乌托比亚（utopia）——降落时还差点被巨砾所翻覆。詹姆士·赫塔克（JamesHurtak）说道：
毫无理由地，好几百万元所花的努力可能将付之一炬，成为1个微不足道的事件；一个选择性系数选择了一个在地质学和生物学士都相当不起眼的地区，就像在地球上选择了撒哈拉沙漠做为降落地点一样。
被保护过度的女士
既然乌托比亚和赛多尼都不列为美国航空太空总署所谓的安全降落地点，而且赛多尼有关于水和人面的传闻，乌托比亚却是乏人问津；那为何要选择乌托比亚为降落地点呢？这是个令人伤脑筋的问题，因为即使我们接受格利·梭费将“人面”认为是光和影在作祟的说法，赛多尼看起来仍较乌托比亚适合做为降落地点。
坦白说，降落在乌托比亚的决定颇令人费解，但我们对于在画面35A72上发现“人面”后不久，便将赛多尼排除在降落地点外这件事感到困惑不已。或许那只是个巧合，但就另一方面看来，美国航空太空总署如此急于把“人面”解释为错觉似乎有点奇怪。发言人格利·梭费巧妙地将此发现更正为数小时后已消失不见，然而这并非是光和影在作祟，而是因为黑夜已降临的关系，自然地，“数小时后便看不到人脸的影像了”。
简单地说，他们所说证明“人面”是个错觉的照片并不存在。那为何美国航空太空总署要四处散播这个奇怪的故事呢？