С середины 70-х до второй половины 80-х годов изучение Марса приостановилось из-за разработки других космических проектов. Но в перестроечные времена начал реализовываться совместный советско-европейский проект «Фобос», в задачи которого входила фотосъемка Марса и его спутника Фобоса, а также зондирование поверхности Фобоса.

Аппараты «Фобос-1» и «Фобос-2» стартовали с Байконура в июле 1988 года. Вскоре из-за неверных расчетов была потеряна связь с Фобосом-1. Второй же аппарат через полгода добрался до места назначения и благополучно вышел на орбиту Фобоса. Модуль осуществил с ним сближение, произвел съемки Марса и Фобоса; было получено более 40 изображений спутника. Хотя Фобосу-2 не удалось высадить спускаемые аппараты, выполнив основную цель миссии, но благодаря его работе были получены ценные научные результаты о температурных характеристиках спутника и самого Марса, их высококачественные термокарты, а также информация о плазменном окружении Красной планеты и скорости рассеивания ее атмосферы по причине взаимодействия с солнечным ветром. «Фобос» был последней марсианской экспедицией Советского Союза; последующие проекты уже были запущены под российским флагом.