Phoenix est un atterrisseur (lander) construit autour de la plate-forme initialement prévue pour le lander Mars Surveyor de 2001. Cette mission a été abandonnée en 2000 après l'échec de Mars Polar Lander, écrasée sur Mars en 1999. Il embarque une suite d'instruments, hérités de Mars Polar Lander et Mars Surveyor 2001 et développés spécifiquement pour la mission. Son lancement est prévu en 2007.
Vue d'artiste de l'atterrisseur Phoenix
Phoenix devrait retourner de nombreuses informations sur le sol martien et la glace qu'il renferme, l'habitabilité de la surface, ainsi que les climats, que ce soit le climat polaire actuel ou l'histoire des climats passés enregistrés dans le sol. L'objectif principal étant d'étudier les composés volatils martiens présents dans le sol comme les molécules organiques récemment générées et d'identifier des régions compatibles avec l'existence de formes de vie éteintes ou présentes et déterminer l'habitabilité des hautes latitudes de l'hémisphère nord.
Phoenix concentrera ses efforts au-dessus des sites où Mars Odyssey a récemment mis en évidence la présence de vastes concentrations de glace martienne dans le sol de la planète. Pour cela, le lander sera débarqué au pôle nord de la planète entre 65 et 75 de latitude nord. Pendant sa mission initiale de 150 jours martiens, le lander utilisera un bras robotique pour creuser le sol glacé jusqu'à près de un mètre. Ces couches de glace pourraient contenir des composés organiques nécessaires au monde du vivant. Pour analyser les échantillons ramassés, Phœnix utilisera un petit four et divers instruments d'analyse dont un spectromètre de masse. Les échantillons seront tout simplement chauffés de façon à mieux déterminer leur composition et leurs caractéristiques.
La caméra du lander s'inspire de celle de Mars Polar Lander. Installée sur un mât de 2 mètres, elle fournira des images en couleurs, en 3D et en perspective à haute résolution des dispositifs géologiques et de la région environnante. Elle sera également utilisée pour déterminer les emplacements les plus intéressants pour être creusés en traçant des cartes-étalon.
Autre aspect de la mission, la météorologie de la planète. Phoenix étudiera l'atmosphère martienne jusqu'à 20 km d'altitude pour mettre à jour nos connaissances des processus atmosphériques. Les scientifiques pourront observer un aspect remarquable du climat martien quand à chaque printemps, une masse importante de glace polaire s'évapore et forme des nuages de glace. Des données seront récoltées sur la formation, la durée et le mouvement des nuages, du brouillard et autres tempêtes de poussières. La suite d'instruments météorologiques sera fournie par le Canada
L'ensemble météorologique, fourni par le Canada, comprend des capteurs de pression et de température, ainsi qu'un LIDAR, un instrument similaire à un radar mais utilisant des brèves émissions de lumière laser en lieu et place de pulses d'ondes radio.