La exploración de Marte juega un papel muy importante en COSMOS, pero también en la trayectoria científica de Carl Sagan. Su trayectoria investigadora es menos conocida para el gran público que su faceta como divulgador pero también hizo contribuciones importantes al desarrollo de la exploración planetaria. A su fallecimiento en 1996, la NASA rebautizó el robot Pathfinder en Marte como Sagan Memorial Station.
En este espacio se muestran algunas de las primeras fotografías que tomó la Viking 1 desde la superficie de Marte en 1976. En aquella época no había impresoras a color. Estas fotografías, cedidas por Jon Lomberg, son algunas de las originales que se revelaron en la sala oscura del centro de control en JPL. Están firmadas por los científicos que trabajaron con ellas, incluido el propio Carl Sagan. También hay documentación técnica que incluye los estudios de sitios de aterrizaje con las elipses de incertidumbre y cartas entre los miembros del equipo de la misión y el propio Jon Lomberg quien, a petición de Sagan, diseñó el primer logo para las misiones Viking.
Carl Sagan narraba en COSMOS la experiencia que le supuso el contemplar por primera vez aquellas fotos:
Recuerdo que me quedé asombrado ante la primera imagen del vehículo de aterrizaje que mostraba el horizonte de Marte. Aquello no era un mundo extraño, pensé; conocía lugares como aquél en Arizona, en Colorado y en Nevada. Había rocas y arena acumulada y una eminencia en la distancia, todo tan natural y espontáneo como cualquier paisaje de la Tierra. Marte era un lugar. Por supuesto, me hubiera sorprendido ver a un explorador canoso surgir de detrás de una duna, conduciendo su mula, pero al mismo tiempo la idea no parecía descabellada. No me había pasado por la cabeza nada remotamente parecido durante todas las horas que pasé examinando las imágenes de la superficie de Venus tomadas por los Venera 9 y 10. Sabía que de un modo u otro ése era el mundo al cual regresaríamos.
La misión Phoenix aterrizó en Marte en 2007. Lleva grabados unos audios con saludos entre otros de Carl Sagan y Arthur C. Clarke para los futuros colonizadores del planeta rojo. En la pantalla adjunta se pueden escuchar esos saludos.
Marte vuelve a estar muy de actualidad. Este año estamos en una situación de ventana de lanzamiento óptima, la más favorable desde hace dieciocho años. Por esta razón, y por el gran interés científico que tiene el planeta rojo se han lanzado un gran número de misiones por parte de varios países. Hoy día sabemos que, en los comienzos del sistema solar, Marte fue un mundo hospitalario, con una atmósfera más densa, así como ríos y océanos de agua líquida. Investigar la posibilidad de que pudiera haber albergado vida, incluso, que pueda conservar algún nivel residual de microbiología, es uno de los grandes objetivos de las nuevas misiones al planeta rojo.