Desde su descubrimiento en julio de 2025, el visitante interestelar 3I/ATLAS ha estado bajo intensa observación a medida que avanza a través del sistema solar, ya que es sólo el tercer objeto conocido de este tipo que llega hasta nosotros desde la inmensidad del espacio interestelar. El cometa 3I/ATLAS no podrá verse desde la Tierra en septiembre y octubre de 2025 porque, desde nuestra perspectiva, está demasiado cerca del Sol en el cielo. A principios de octubre, sin embargo, las sondas espaciales alrededor y sobre Marte tuvieron una excelente oportunidad de observar el cometa, ya que se acercó mucho al Planeta Rojo a una distancia de 30 millones de kilómetros (una quinta parte de la distancia entre la Tierra y el Sol). Las sondas espaciales de la Agencia Espacial Europea ESA y de la agencia espacial estadounidense NASA observaron al visitante interestelar en su máxima aproximación.
De la ESA eran las sondas Mars Express y Trace Gas Orbiter, de la NASA debían observar el Mars Reconnaissance Orbiter y el rover de Marte Perseverance 3I/ATLAS. La tarde del 7 de octubre de 2025, la ESA presentó los primeros resultados de sus sondas en Marte. Actualmente no hay información oficial de la NASA, ya que su trabajo de relaciones públicas no puede estar activo debido al cierre del gobierno estadounidense. El Trace Gas Orbiter utiliza la cámara CaSSIS para producir imágenes que muestran al cometa como una mancha ovalada ligeramente difusa. Como era de esperar, se volvió aún más activo que en las últimas imágenes tomadas por telescopios terrestres a principios de septiembre de 2025, a medida que se acercaba más al Sol. En los datos del satélite Swift de agosto de 2025 se encontró por primera vez evidencia de moléculas de hidroxilo en la cola del cometa provenientes del vapor de agua; la primera vez que se obtiene esto para un objeto extrasolar. El 30 de octubre, 3I/ATLAS se acercará a su distancia más cercana a nuestra estrella diaria y a partir del 10 de noviembre volverá a ser visible para grandes telescopios terrestres.
Aún no está claro si Mars Express también recibirá imágenes de 3I/ATLAS, ya que su cámara HRSC permite un tiempo máximo de exposición de medio segundo. Por el contrario, la cámara CaSSIS del Trace Gas Orbiter puede producir exposiciones de hasta cinco segundos. Sólo una evaluación más exhaustiva demostrará si Mars Express también tuvo éxito. En general, es muy difícil observar objetos en el espacio profundo con cámaras diseñadas para mapear la superficie de Marte. La superficie de Marte brilla hasta 100.000 veces más que el cometa, y las sondas espaciales y sus cámaras deben seguir al objeto en el cielo en lugar de mirar a Marte desde su órbita.