美国国家科学研究委员会发布的《2013-2022年行星科学的愿景与航程》报告指出：“火星在行星中是独特的，它经历了与地球相似的形成与演化过程。”基于此，当今世界主要航天大国对火星探测投入了很高的热情；火星探测项目在未来数十年，将是最重要的一类深空探测项目。进入21世纪，我国航天事业发展迅速，在载人航天工程、探月工程、空间站建设等方面不断取得突破的同时，也在筹划扩展探测疆域。火星可能成为我国未来深空探测活动的重要目标。认清火星探测项目的基本过程和特点，对我国未来开展深空探测活动意义重大。　　火星探测项目是高度复杂的系统工程，涉及要素种类众多，各要素之间关系复杂。通过系统工程的理论与方法对其进行梳理，可以达到对其更加全面、深刻的认识。本文在系统工程理论的指导下，对美国典型火星探测项目进行了系统分析和案例研究。以期为我国深空探测活动的战略制定、规划论证、型号管理等工作提供参考。　　本文选择美国“火星探测巡视器”(MER)项目作为核心案例，将案例项目按照发展过程划分为若干阶段，结合项目所处战略体系、组织结构、资源约束等条件，进行全生命周期的系统分析。其中重点分析MER项目前期的方案开发、系统设计，项目中期研制生产过程中的组织管理，以及发射后项目运行与数据管理。　　本文在对案例进行梳理和分析的基础上，应用调整的“弗里德曼-塞齐”框架对案例中的成功要素进行综合分析，归纳出六项关键成功要素，即恰当的执行方针、合理的运作流程、多层次的评审机制、成熟高效的专家团队、高质量的技术库以及完备严谨的项目形成过程。