การค้นหาออกซิเจนอะตอมมิกในบรรยากาศของดาวอังคารนั้นทำได้ยากมากซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมมันถึง 40 ปีนับตั้งแต่ถูกตรวจพบครั้งสุดท้าย ในปี 1970 ภารกิจของไวกิ้งและนาวินของนาซ่าตรวจพบออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารและตอนนี้หอดูดาวสตราโตสเฟียร์สำหรับดาราศาสตร์ดาราศาสตร์อินฟราเรด (SOFIA) ได้ตรวจจับออกซิเจนอะตอมในส่วนบนของชั้นบรรยากาศดาวอังคารที่เรียกว่า
โซเฟียเป็นเครื่องบินโบอิ้ง 747 ที่ได้รับการดัดแปลงเป็นพิเศษซึ่งมีกล้องโทรทรรศน์ขนาด 100 นิ้ว มันบินที่ระดับความสูงระหว่าง 37,000 ถึง 45,000 ฟุตซึ่งวางไว้เหนือความชื้นส่วนใหญ่ในชั้นบรรยากาศของโลก ความชื้นนี้จะบล็อกรังสีอินฟราเรดที่โซฟี "มองเห็น"
“ ออกซิเจนอะตอมมิกในบรรยากาศของดาวอังคารนั้นยากที่จะวัดได้” Pamela Marcum นักวิทยาศาสตร์ของโครงการโซฟีกล่าว “ เพื่อสังเกตความยาวคลื่นอินฟราเรดไกลที่จำเป็นในการตรวจจับออกซิเจนอะตอมมิกนักวิจัยจะต้องอยู่เหนือชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ของโลกและใช้เครื่องมือที่มีความไวสูงในกรณีนี้คือสเปกโตรมิเตอร์ โซเฟียให้ทั้งความสามารถ”
เครื่องตรวจจับพิเศษบนเรือ SOFIA เครื่องรับสัญญาณดาราศาสตร์เยอรมันที่ความถี่ของ Terahertz (GREAT) อนุญาตให้นักวิจัยแยกออกซิเจนในบรรยากาศของดาวอังคารออกจากออกซิเจนของโลก โซฟี - เกรทตรวจพบออกซิเจนเพียงครึ่งเดียวที่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะพบซึ่งอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงและความผันแปรในชั้นบรรยากาศ ผลลัพธ์เหล่านี้ถูกตีพิมพ์ในปี 2558 ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์
ออกซิเจนอะตอมมิกมีผลกระทบอย่างมากต่อชั้นบรรยากาศของดาวอังคารเพราะมันส่งผลกระทบต่อก๊าซอื่น ๆ ที่หนีออกมาจากชั้นบรรยากาศ ความผันผวนที่รุนแรงหมายถึงการจับกับโมเลกุลใกล้เคียงได้ง่ายมาก ออกซิเจนจะรวมกับองค์ประกอบทางเคมีเกือบทั้งหมดยกเว้นก๊าซมีตระกูล
โซเฟียเป็นหอสังเกตการณ์ทางอากาศที่ใหญ่ที่สุดในโลกและเป็นโครงการร่วมระหว่างนาซ่าและศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน โซเฟียมีภารกิจระยะเวลา 20 ปี นักวิจัยจะใช้โซเฟียต่อไปเพื่อศึกษาบรรยากาศของดาวอังคารเพื่อให้เข้าใจการแปรผันของปริมาณออกซิเจนได้ดีขึ้น
โซเฟียไม่ได้เป็นภารกิจเดียวที่จับตาดูบรรยากาศของดาวอังคาร ชั้นบรรยากาศดาวอังคารและ EvolutioN (MAVEN) ของนาซ่าเปิดตัวในปี 2556 เพื่อสำรวจชั้นบรรยากาศบนของดาวอังคารและผลกระทบจากลมสุริยะ เป็นความคิดที่ว่าบรรยากาศของดาวอังคารหนากว่ามากในอดีตและถูกแยกออกไปตามกาลเวลา ออกซิเจนอะตอมมีบทบาทในการหลบหนีบรรยากาศของดาวอังคารในอดีตและไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะมีบทบาทในอนาคต โซเฟียและภารกิจอื่น ๆ เช่น MAVEN หวังว่าจะได้เห็นแสงสว่างของบรรยากาศในอดีตและอนาคตของดาวอังคาร
