Проект преследовал цель получить необходимую техническую информацию, которая окажется полезной для реформирования будущей политики мирного освоения космоса.
В рамках проекта разрабатывались перспективные робототехнические системы для изучения поверхности планет. Планировалось создание подвижных роботов, полуавтоматических систем ориентирования на местности, мощных, компактных источников энергии. В частности, марсоходы должны были покрывать расстояния от 100 до 1000 м, действуя в автоматическом режиме, а также отбирать ежедневно от одного до пяти образцов грунта, взятых с поверхности и из глубины, работая в полуавтоматическом режиме.
Предстояло выяснить влияние на различные устройства долговременного пребывания в космосе и, в частности, на поверхности планет, что можно заимствовать для самодвижущихся автоматических установок, спускаемых модулей и других космических аппаратов из меняющихся средств программного обеспечения, датчиков и аттестованных на годность к работе в космических условиях компьютеров, каким образом можно передать с Земли и принимать на Земле огромные объемы информации.
Проект "Патфайндер" охватывал и разработку средств связи, включая лазерные системы, которые должны увеличить объем принимаемой и передаваемой информации. Системы оптической связи, рассчитанные на передачу 20 мегабайт информации в секунду и прошедшие испытания в эксперименте "Марс Патфайндер", должны обеспечить прямую связь с Земли с автоматическим марсоходом и доставку на Землю образцов марсианского грунта. Для видеотрансляции в реальном отсчете времени требуется передавать порядка мегабайта в секунду. Предусматривалось и проведение исследований, нацеленных на совершенствование систем энергоснабжения, в частности панелей солнечных батарей. Панели нового поколения, с фотоэлементами на основе арсенида галлия, должны обеспечить увеличение энергосъема на 20%, при толщине меньше 200-250 мкм - толщины используемых в настоящее время панелей. Для накопления электроэнергии могут использоваться регенеративные легкие топливные элементы, которые должны работать при температуре, достигающей 120╟С.
Планировалась разработка ракетных двигателей с высокой удельной тягой и освоение новых способов осуществления космических полетов, в частности, использующие атмосферу Земли или другой планеты для изменения траектории космического летательного аппарата. Двигатели большой и малой тяги последующих поколений как на химическом топливе, так и электрические, должны увеличить массу полезной нагрузки, доставляемую на Луну или другую планету, при уменьшении стоимости запуска с Земли.
"Патфайндер" должен был подтвердить эффективность технических решений, заложенных в конструкции дросселируемого жидкостного двигателя на компонентах топлива жидкий кислород - жидкий водород, для полетов к Луне, посадки на Луну и Марс и взлета с Луны. Отличаясь многократностью использования, а также возможностью проведения технического обслуживания и ремонта в космосе, эти двигатели по другим важнейшим характеристикам не должны были уступать двигателям однократного использования.
Аэроторможение или использование атмосферы планеты для снижения скорости летящего космического аппарата позволяет значительно снизить требуемый запас топлива. Аэроторможение можно использовать как для доставки на Землю пятикилограммовых капсул с образцами, собранными робототехнической системой, так и для изменения траектории или орбиты движения многотонного корабля пилотируемой экспедиции в атмосфере Марса. Использование аэроторможения при движении автоматической станции в атмосфере Марса может уменьшить ее массу на 50%. Для пилотируемого корабля без системы искусственной гравитации выводимая на низкую околоземную орбиту масса, благодаря использованию аэроторможения, уменьшится с 900-1800 т до 450-900 т.
Казалось, что планы по исследованию Марса переживали в 1988 г. второе рождение. Желание участвовать в этих исследованиях изъявляли и другие страны.
Марс вполне доступен для космических аппаратов и во многих отношениях напоминает Землю. Он прошел длительный этап эволюции, в результате которой сформировались условия, позволяющие сделать предположение о существовании на нем форм жизни.
Следуя утвержденной в 1988 г. президентом Р.Рейганом директиве по национальной космической политике, бюро исследований НАСА изучало планы создания баз на Луне и исследования Марса. Как ожидалось, этап исследования Марса с помощью автоматических аппаратов продлится, по меньшей мере, два десятилетия и лишь после этого на планету высадится человек. Достижению поставленных целей поможет полет, предусматривающий высадку на Марсе самоходного аппарата и доставку на Землю образцов марсианского грунта.