После смерти Персиваля Лоуэлла ведущим наблюдателем обсерватории Флагстафф стал Весто Слайфер. Он был поклонником идей своего увлекающегося патрона, верил в искусственное происхождение каналов Марса и с 1905 года по 1964 сделал свыше 100 тысяч фотографий красной планеты, на которых видны тонкие прямые линии. Примечательно, что карта Слайфера, испещренная «каналами» Лоуэлла, была принята за основу американскими Военно-воздушным силами, специалисты которых разрабатывали в конце 1950-х проект космического корабля для полета на Марс.
Но среди других астрономов, изучавших соседнюю планету, все более крепло убеждение, что наблюдаемые каналы имеют скорее естественное, чем искусственное происхождение: например, это могут быть глубокие расселины в коре. В любом случае факт наличия или отсутствия каналов не отвечал на главный вопрос: есть на Марсе жизнь или он бесплоден, как Луна? Чтобы ответить на него, следовало получить достоверные данные об атмосфере Марса и прежде всего установить, имеются ли там кислород и водяные пары. Кроме того, установленная величина высоты атмосферы Марса позволила бы сделать вывод о среднем давлении и температуре у поверхности.
Согласно кинетической теории газов, Марс должен иметь разреженную атмосферу. Из-за того, что его притяжение намного меньше земного, любые газовые молекулы, которые достигают скорости 5 км/с, со временем улетят в космос. Марс, как ожидалось, должен был потерять весь водород, но сохранил более тяжелые газы типа азота, кислорода и водяного пара. Их соотношение предполагалось таким же, как и на Земле: 78 % на азот, 21 % на кислород и 1 % на другие газы, включая аргон и водяной пар.
В течение Великого противостояния 1909 года молодой сотрудник Пулковской обсерватории Гавриил Тихов сделал серию снимков Марса, используя различные светофильтры. В частности, он установил: резкость деталей на диске планеты постепенно снижается к краю, что, по мнению Тихова, свидетельствовало о наличии плотной атмосферы. Действительно, атмосфера планеты независимо от состава должна рассеивать солнечные лучи, а интенсивность рассеянного света изменяется обратно пропорционально четвертой степени длины волны. Поэтому зеленые лучи должны рассеиваться атмосферой сильнее, чем красные, а детали поверхности будут замываться рассеянным светом атмосферы. Еще сильнее должны рассеиваться синие и фиолетовые лучи; в еще большей степени – ультрафиолетовые. Астрономы попытались проверить открытие Тихова во время следующего Великого противостояния 1924 года, когда американский астроном Уильям Райт получил с помощью рефлектора обсерватории Лик серию снимков Марса во всех лучах спектра от инфракрасных до ультрафиолетовых. Вскоре такую же серию снимков сделал и другой американец Фрэнк Росс.
