Главные научные задачи экспедиции концентрируются вокруг проблемы эволюции Марса - его атмосферы, поверхности, недр. Чтобы воссоздать картину эволюции планеты, необходимы широкие комплексные исследования разными методами тех физико-химических процессов, которые происходят сейчас, и тех, которые протекали в прошлом на планете. На трассе перелета Земля - Марс будут измеряться параметры межпланетной cреды, выполняться некоторые астрофизические наблюдения. Научные эксперименты будут решать следующие задачи:
Исследование поверхности Марса:
- топографическая съемка поверхности, включая исследование рельефа с высоким разрешением;
- минералогическое картирование;
- исследование элементного состава грунта;
- исследование криолитозоны, ее глубинной структуры.
Исследование атмосферы и климатический мониторинг планеты:
- исследования климата Марса;
- определение содержания малых составляющих атмосферы (Н20, СО, О3 и др.), их вариаций, вертикального ра
- спределения, поиск районов с повышенной влажностью;
- получение трехмерного поля атмосферных температур;
- определение вариаций давления различных пространственных и временных масштабов;
- выявление особенностей состава атмосферы вблизи гор вулканического происхождения;
- исследование характеристик атмосферного аэрозоля;
- исследование нейтрального и ионного состава верхней атмосферы.
Исследование внутреннего строения планеты:
- толщина коры;
- магнитное поле;
- тепловой поток;
- поиск активного вулканизма;
- сейсмическая активность.
Плазменные исследования;
- определение параметров магнитного поля Марса, величины его момента и ориентации;
- исследование трехмерной функции распределения ионного и энергетического состава плазмы ( в окрестностях Марса и на трассе перелета);
- регистрация плазменных волн (электрические и магнитные поля);
- изучение структуры магнитосферы и ее границ.
Астрофизические исследования:
- локализация космических гамма-всплесков;
- исследование солнечных и звездных осцилляций.