Nur vier Tage nach dem Fehlstart einer ersten (später so genannten) Molnija 8K78 Rakete startete am 14.10.1960 ein zweites Exemplar zum Mars. Doch auch dieser Start endete mit dem Verlust von Rakete und Nutzlast, als nach 290 s Flug die Drittstufe nicht zündete. Austretender Sauerstoff hatte bereits am Boden zum Einfrieren einer Treibstoffleitung der Drittstufe geführt. Die Rakete stürzte 150 km nördlich von Barabinsk ab. Da entgegen der ursprünglichen Planungen von Sergej P. Koroljow keine dritte Rakete startklar stand, waren die Versuche, eine Sonde zum Mars zu starten, damit zunächst einmal gescheitert.
Bei einem Erfolg der Mars Doppelmission wären interessante wissenschaftliche Ergebnisse zu erwarten gewesen. Denn die Ausrüstung der Sonden sollte jeweils ein Magnetometer, ein Radiometer, einen Detektor für geladene Teilchen, einen Mikrometeoriten-​Detektor, eine Foto-​Television Kamera und ein Spektroreflektometer für das CH-​Band umfassen. Mit letzterem wollten die Wissenschaftler nach Spuren organischen Lebens auf dem Mars suchen, während die mit einem Helligkeitssensor gekoppelte Kamera Bilder von der Planetenoberfläche übertragen sollte. Welche Instrumente letztlich tatsächlich mit den beiden Sonden flogen, dazu gibt es widersprüchliche Informationen. Scheinbar mußte aber zur Gewichtsersparnis auf die Kamera und das Spektroreflektometer verzichtet werden.