Tàu vũ trụ Viking 2 được phóng lên quỹ đạo vào ngày 9/9/1975 bằng tên lửa đẩy Titan IIIE/Centaur và trải qua hành trình kéo dài 333 ngày để đến quỹ đạo sao Hỏa. Ngày 7/8/1976, tàu Viking 2 đã đi vào quỹ đạo sao Hỏa với cận điểm x viễn điểm 1500 x 33.000 km, chu kỳ quỹ đạo 24,6 giờ. Từ ngày 9/8, tàu Viking 2 thay đổi quỹ đạo thành 27,3 giờ quay quanh quỹ đạo với cận điểm là 1499 km và góc nghiêng quỹ đạo 55,2 độ. Địa điểm hạ cánh của tàu đổ bộ Viking 2 được lựa chọn dựa theo việc tham khảo các bức ảnh chụp bề mặt sao Hỏa do tàu quỹ đạo Viking 1 thực hiện.

Tàu đổ bộ bắt đầu tách khỏi tàu quỹ đạo từ ngày 3/9/1976, 22:37:50 Giờ quốc tế và hạ cánh xuống Utopia Planitia. Quá trình vận hành thông thường yêu cầu cấu trúc kết nối tàu quỹ đạo và tàu đổ bộ (bioshield) được đẩy ra sau khi tách, nhưng do sự tách gặp vấn đề, bioshield vẫn còn gắn với tàu quỹ đạo. Độ nghiêng quỹ đạo được nâng lên 75 độ vào ngày 30 tháng 9 năm 1976.

Tàu quỹ đạo

Nhiệm vụ chính của tàu quỹ đạo đã hoàn thành khi sao Hỏa, Mặt trời và Trái đất thẳng hàng và Mặt trời nằm giữa Trái Đất và sao Hỏa vào ngày 5/10/1976. Nhiệm vụ phụ bắt đầu được thực hiện vào ngày 14/12/1976 sau khi sự kiện thẳng hàng kết thúc. ngày 20 tháng 12 năm 1976, cận điểm quỹ đạo của tàu được hạ xuống còn 778 km và độ nghiêng của quỹ đạo tăng lên 80 độ.

Trong quá trình bay quanh quỹ đạo sao Hỏa, tàu Viking 2 đã tiến gần đến mặt trăng Deimos của sao Hỏa vào tháng 10 năm 1977, và cận điểm quỹ đạo được hạ xuống còn 300 km và chu kỳ quỹ đạo là 24 giờ kể từ ngày 23/10/1977. Tàu quỹ đạo đã gặp vấn đề rò rỉ khí trong hệ thống đẩy, quỹ đạo của nó là 302 × 33.176 km và ngừng hoạt động vào ngày 25/7/1978, sau khi gửi về Trái đất gần 16.000 bức ảnh sau 700-706 vòng quay quanh sao Hỏa.

Lander

Tàu đổ bộ cùng với lớp vỏ chắn cách nhiệt của nó đã tách khỏi tàu mẹ trên quỹ đạo từ ngày 3/9/1976, 19:39:59 giờ Quốc tế. Vào thời điểm tách khỏi tàu mẹ, tàu đổ bộ có vận tốc quỹ đạo khoảng 4 km/s. Sau khi tách khỏi tàu mẹ, động cơ tên lửa hoạt động để hạ thấp dần quỹ đạo của tàu đổ bộ. Sau vài giờ, ở độ cao 300 km, tàu đổ bộ bắt đầu thâm nhập khí quyển sao Hỏa, lớp vỏ chắn nhiệt có vai trò làm giảm tốc độ rơi của tàu đổ bộ khi đi qua lớp khí quyển sao Hỏa.

Tàu đổ bộ Viking 2 chạm mặt đất ở khoảng 200 km về phía Tây của hố va chạm Mie thuộc Utopia Planitia ở tọa độ 48°16′08″B 225°59′24″T / 48,269°B 225,99°T / 48.269; -225.990 cao độ -4,23 km vào lúc 22:58:20 giờ Quốc tế (9:49:05 sáng, giờ sao Hỏa).

Tàu đổ bộ sử dụng khoảng 22 kg (49 lb) nhiên liệu để đổ bộ. Do radar xác định sai một tảng đá hoặc bề mặt phản xạ cao, các động cơ đẩy đã hoạt động thêm 0,4 giây trước khi hạ cánh, làm nứt bề mặt và bốc lên bụi. Tàu đổ bộ tiếp đất với một chân trên một tảng đá, nghiêng 8,2 độ. Các máy ảnh bắt đầu chụp ảnh ngay sau khi tàu đổ bộ hạ cánh.

Tàu đổ bộ Viking 2 được cung cấp năng lượng bởi máy phát đồng vị phóng xạ và hoạt động trên bề mặt sao Hỏa cho đến ngày 12 tháng 4 năm 1980, khi pin của nó bị hỏng.