Vào ngày 1 tháng 10 năm 2025, sao chổi liên sao 3I/ATLAS sẽ bay ngang qua Sao Hỏa, mang đến một cơ hội quan sát hiếm có cho các sứ mệnh của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đang hoạt động trên hành tinh này. Đây là vật thể thứ ba được xác nhận có nguồn gốc từ bên ngoài Hệ Mặt Trời của chúng ta đi vào khu vực lân cận.
Các tàu quỹ đạo Sao Hỏa của ESA, bao gồm Mars Express và ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), sẽ thực hiện các quan sát khi sao chổi tiếp cận Sao Hỏa. Khoảng cách gần nhất dự kiến vào ngày 3 tháng 10 năm 2025, ước tính khoảng 30 triệu km so với tàu vũ trụ. Mars Express sẽ sử dụng máy ảnh High Resolution Stereo Camera (HRSC) và TGO sẽ sử dụng hệ thống Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) để ghi lại những hình ảnh chi tiết về 3I/ATLAS. Mục tiêu là thu thập thông tin về hình dạng, thành phần và hoạt động của sao chổi.
Sau khi đi qua điểm cận nhật vào tháng 11 năm 2025, tàu thăm dò Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) của ESA cũng sẽ quan sát 3I/ATLAS từ ngày 2 đến ngày 25 tháng 11 năm 2025. Việc quan sát này mang lại cơ hội hiếm có để nghiên cứu một vị khách liên sao ở cự ly gần, có khả năng hé lộ những hiểu biết sâu sắc về thành phần và hành vi của các vật thể có nguồn gốc từ ngoài Hệ Mặt Trời.
Sao chổi 3I/ATLAS sở hữu những đặc điểm hóa học khác thường, với quầng khí chủ yếu là carbon dioxide (CO₂) thay vì nước đá như các sao chổi thông thường. Tỷ lệ CO₂/H₂O này thuộc hàng cao nhất từng được ghi nhận. Thêm vào đó, sao chổi này bắt đầu phát ra nước và các hợp chất dễ bay hơi khi còn cách Mặt Trời khoảng 325 triệu dặm, một khoảng cách mà sự thăng hoa của nước thường rất hạn chế.
Kích thước của nhân sao chổi cũng là một ẩn số, với các ước tính từ Kính viễn vọng Không gian Hubble cho thấy một nhân tương đối nhỏ, trong khi các quan sát khác lại ước tính nó lớn hơn đáng kể, có thể từ 6 đến 12 dặm đường kính, điều này có thể khiến nó trở thành vật thể liên sao lớn nhất từng được quan sát. Những đặc điểm này thách thức các mô hình khoa học hiện tại về sự hình thành và hành vi của các vật thể vũ trụ.