Les missions d'exploration des deux robots jumeaux Spirit et Opportunity ont été lancées en 2003: Spirit le 10 juin et Opportunity le 7 juillet. Ces robots font trois fois la taille du satellite Sojourner, lancé en 1997 pour la mission Pathfinder. Le réalisateur George Butler a tout de suite voulu faire un film des images IMAX des satellites, prometteuses d'un grand spectacle.
A partir du moment où il fut décidé de faire le film, il a fallu se hâter de construire les robots et ainsi les envoyer à temps sur la planète Mars. En effet, il ne fallait pas rater le créneau spécifique pendant lequel Mars est placé en orbite exacte avec la Terre afin que les robots ne manquent pas leur cible. Il fallait aussi adapter les robots à l'heure de Mars. Les jours sur la panète rouge ne comptent pas 24h comme sur la planète bleue mais 24h39, et les réunions de fabrication du film ont dû prendre en compte ces horaires pour bien étudier les images envoyées par les deux robots.
L'équipe du film s'est adjoint les services du scientifique Steve Squyres. Le scientifique de l'Université de Cornell a décrit le processus de fabrication des robots dans un livre intitulé Roving Mars, qui devient alors un vrai complément aux images du film : " On peut parler des découvertes scientifiques dans leurs moindres détails mais ce qui est difficile à l'écrit, c'est de rendre l'impact viscéral de l'expérience. C'est presque impossible de transmettre le sentiment que l'on éprouve au plus profond de soi quand on voit une fusée décoller ou quand on se pose sur la surface de Mars. Le film IMAX, de par sa nature, vient compléter tout ce qu'on peut écrire", commente le scientifique.
Même si les robots Opportunity et Spirit ont apporté des paysages inédits, il fallait d'autres images pour donner au film un ensemble cohérent. Les robots ne pouvant se filmer eux-mêmes, le reponsable des effets spéciaux Dan Maas a élaboré des re-créations numériques à partir des modèles des robots. Il a du aussi récréer des décors en images de synthèse, vérifiées par des scientifiques, pour pouvoir y placer les robots. D'autres plans de la planète ont été pris à partir des installations des bases aéronautiques américaines de JPL et de Cap Canaveral.
A l'origine, le film devait seulement retracer la construction de ces robots, leur envoi dans l'espace et leur fonctionnement sur Mars. Leur durée n'était en effet estimée qu'à 90 jours et le réalisateur voulait ramener un maximum de l'expérience. Mais contre tout attente, ils ont fonctionné pendant deux ans et l'équipe a pu rapporter des images exceptionnelles. Le film est donc devenu une expérience significative dans l'Histoire puisque les robots ont ramené notamment la preuve qu'il y avait de l'eau sur la planète rouge: " C'est la véritable histoire de ce film. Les robots ont effectivement apporté la preuve qu'il y a eu de l'eau sur Mars, pas de la glace, mais de l'eau." explique George Butler. Le réalisateur tardait même a finir le film tellement il avait peur qu'une fois le montage fait, les robots démontrent justement la preuve d'une vie sur Mars. " C'est le succès de cette aventure qui a fait évoluer l'histoire du film. C'est un film sur une belle réussite!" commente-t-il.