火星探測車

火星是太陽系中唯一勉強與地球相似的行星，也是除地球外唯一有可能進化出生命的行星（另外可能孕育生命的星球還有冰凍的木衛二，但它只是木星的一顆衛星，並不是行星）

火星是人類在太陽系中有希望在不久的將來實現登陸、行走並以傳統方式進行探索的唯一顆行星。

火星也是唯一可能被地球化而成為類似於地球的行星。

正是因為以上各種原因，人類已經向火星發射了30餘艘不同的探測飛船。NASA（美國國家航空和航天局）的火星探測車“勇氣號”和“機遇號”是火星比較近的兩個造訪者。2011年11月26日23時2分，“好奇”號火星車發射升空，隨後順利進入飛往火星的軌道，發射取得圓滿成功。

2021年4月，2021中國航天日開幕啟動儀式在江蘇南京舉行。

最近的火星探測任務包括一對機器人探測車，稱為火星探測車（MER）。為什麼要把機器人送上火星而不是像探月那樣直接把人送上去？

我們尚不具備將人送上火星的能力。這種謹慎的態度不是沒有理由的。首先也是最重要的原因在於我們探索火星的歷史記錄不容樂觀——各國總共向火星發射了30多個探測器，但只有不到三分之一成功抵達了火星。這顯然不是什麼好的記錄，它無法鼓勵我們把機器人探測器換成人類，至少在我們提高成功幾率之前是這樣。

其次是成本。後文中我們會知道，目前將一公斤重的機器人送上火星需要花費約五十萬美元的設計和發射費用，而機器人不需要考慮複雜的生命保障系統，也不用擔心返回的問題——這將為飛行任務節省很大的重量。另外，機器人不需要在火星表面軟著陸。而要將一個小組的人員送上火星需要至少45,000公斤重的飛船、裝備、食物和水（例如，每一個人將需要408公斤以上的脫水食品）。按照每公斤五十萬美元計算，則總共花費1,000億美元。而實際上，載人探測任務的單位重量成本很可能要高於機器人任務，因為需要為乘員保留相當大的安全裕度。第三個原因來自工程上的挑戰。例如，要實現載人探測，一個可能的情形是要從火星大氣中生產回程的燃料。然而至今還未進行過任何相關的嘗試，甚至還需要通過多次試驗性探測飛行來驗證這種想法。另外一個重要的考慮是，在如此漫長的任務中宇航員可能受到的太空輻射以及阻擋輻射的方法。在地球上，地磁場阻擋了大部分的輻射，而火星沒有地磁場。

綜合以上原因，人類近期還不會將人送上火星。但是我們仍然可以用機器人來代替作業。火星探測車（MER）機器人就是這種思路的體現。

實際上，保證探測車在到達火星以後仍然可以工作是火星探測任務中最棘手的一環。設想在沒有任何減速措施的情況下，嘗試將一台複雜的機器人從10層樓扔下卻又要使它保持完好無損（或者換成一台普通的DVD播放機）。這比起將探測車送上另外一顆行星上來說簡直是不值一提。

人類對地球的近鄰－火星一直非常感興趣。

火星車天文望遠鏡發明后，人類對火星的了解開始增加，但同時爭議也在增加。如有人在火星上發現了“運河”，有人卻認為只是心理暗示造成的錯覺；火星的衛星火衛一、火衛二也曾被人認為是火星人製造的人造衛星。

鑒於火星是太陽系中表面環境與地球最接近的天體，很多人認為，火星上可能有“火星人”，至少有生物。

這些猜測使人類對火星的興趣進一步提高。

因此，航天技術發展起來后，（前）蘇聯和美國都開始發射火星探測器。1962年11月前蘇聯向火星發射第一個火星探測器“火星1號”。此後的30多年，人類共向火星發射了30多個探測器。即有環繞火星飛行的軌道探測器，也有登陸火星的探測器。

這些探測器給人類帶來很多信息，尤其是基本否定了火星上有生物的可能。

但還是有人認為，火星上也許只有局部地區有少量低等生物，固定的探測器無法找到；同時人類也想進一步了解火星更多地區的情況。

火星漫遊車應運而生。

20世紀70年代，NASA發射了一對“維京號”火星登陸器，當時所有的星際機器人都具有三個基本組成部分：

能夠產生執行任務所需的能量。

能使用感測器收集信息。

能將收集的信息傳回地球。

維京號”火星登陸器擁有可以伸出機械手來鏟土，但是它們不能移動。

NASA首次實現移動的突破是在1997年火星探路者任務中。那是一台小型的探測車（僅重11公斤），能夠離開探路者探測器運行5米並查看周圍的岩石。

火星探測機器人是迄今為止在其他行星上實現成功著陸的最大的探測車。在這類任務中，NASA設計的MER機器人工作起來就像是一個機器人地質學家。探測車裝載的儀器設備的首要目的是研究岩石。

以下是探測車的功能：

探測車能夠利用自身的太陽能電池板發電並將其儲存到電池中。

利用裝在桅杆上的一對高解析度照相機，探測車可以拍攝立體的彩色地形照片。

探測車上裝有獨立的熱輻射光譜儀，該光譜儀利用桅杆作為潛望鏡以獲得熱學數據。

科學家選擇地表上的一點，探測車就可以移動過去。探測車是獨立運行（自動駕駛）的，因為無線電信號在地球和火星間傳播的時滯太長，不適合使用遙控操作。探測車的前部、後部和桅杆上的三對黑白攝像機能使探測車看清楚周圍的狀況並實現導航以避開障礙物。探測車有6個輪子，每個輪子配有一台發動機驅動探測車移動。

探測車的小機械臂上裝有一台鑽孔機，探測車可以用它在岩石上鑽孔。這種鑽孔機的官方名稱叫岩石打磨工具（RAT）。探測車上有一個顯微照相機，與鑽孔機安裝在同一機械臂上，科學家可以利用它來仔細觀察岩石的微細結構。

探測車還有一台質譜儀，能夠探測到岩石中含鐵礦石的成分。質譜儀也安裝在同一個機械臂上。

另外，機械臂上還裝有阿爾法粒子和X射線分光計，用於偵測土壤和岩石放射的阿爾法粒子和X射線。根據岩石的這些性質能幫助確定它的成分。

探測車上三個不同的部位都裝有磁鐵。含鐵砂粒會粘到磁鐵上，這樣科學家們就可以分別使用相機和分光計對它們進行觀察和分析。

探測車上有三架不同的無線電天線，可以選擇任意一個將所得數據傳回地球

要裝下所有這些儀器設備、馬達系統和發電器件要求探測車的尺寸很大——約有一台小型乘式割草機那麼大。以下是相關數據

1.5米高（包括上面的桅杆）

2.3米寬

1.6米長

174公斤重

最大速度：可能是30米/小時，每天最多行進100米。

全景照相機：

Pancam是一種多光譜的立體全景成像系統，包括兩架置於桅杆上的數碼照相機（位於火星地表上方1.5米處）。Pancam系統可以利用桅杆實現360度全方位和在正負90度的俯仰角下進行拍照。每個Pancam照相機使用一個有效成像面積為1024×1024的CCD監測器陣列。Pancam照相機有……一個16×16的視野。造價：一共大約是8.2億美元（兩輛探測車）

用於設計/開發環節的6.45億美元+用於Delta運載火箭及發射的1.00億美元+用於探測操作的0.75億美元

探測車的車身是一個叫做電子恆溫箱（WEB）的封閉箱體。這個箱子的作用非常關鍵，因為火星表面溫度在夜間會降低到零下100攝氏度。如果不採取任何保暖措施使溫度維持在零度以上，則電池和很多電子原件都會停止工作。

WEB箱是一種隔熱箱，內含：

探測車的計算機中樞

鋰電池

無線電及其放大裝置

控制各種分光計等儀器的電子設備

基本上，所有無法抵禦零下100度低溫的器件都被置於恆溫箱中。

恆溫箱通過三種不同機制實現保溫：

工作狀態下的各電子模塊本身可以產生熱量。以計算機為例，它的功率為7瓦，所以產生的熱量與一盞7瓦電燈泡相當。

計算機可以打開多個功率為1瓦的小型電阻加熱器來提升溫度。

八個放射球（二氧化鈈）中的鈈原子發生衰變時能產生熱量。這些球非常小——只有豌豆大小。小球被防輻射合金包裹著，裝在碳纖維盒子中。一旦運載火箭Delta中途炸毀，或者飛船重新返回了大氣層，這些盒子能夠保證小球不發生核泄漏。車載計算機

探測車使用的是一台BAE systems公司生產的RAD6000型計算機。其處理器與早期Macintosh計算機使用的老式PowerPC處理器在結構上幾乎是完全相同的。從今天的標準來看，這種處理器的速度很慢，只有20兆赫，大約是今天普通台式計算機速度的百分之一。它有128KB的RAM內存，256KB的快閃記憶體，以及用於存儲啟動代碼和操作系統的ROM。該機沒有磁碟驅動器。

雖然這種計算機速度很慢而且非常昂貴（每台20到30萬美元），但是它們有兩大優點：

耐輻射，能夠抵禦火星上的太空輻射。

採用Wind River Systems公司的VxWorks（PDF）實時操作系統，這是一個非常可靠的系統。

這種計算機使探測車的可靠性遠遠高於普通的台式計算機。這樣做的原因是要保證探測車不會出現任何數據丟失或錯誤的現象。

計算機幫助探測車進行能源管理、圖像處理、發動機控制和儀器設備管理。另外還負責導航任務。探測車有3對共6台導航攝像機，每組攝像機得到的立體圖像都要交由計算機處理。利用雙目視覺演演算法，計算機能夠辨認出視野中不同岩石的大小以及距離。利用這些信息，計算機可以繪製出包含附近所有障礙物的地圖，並操縱探測車在移動時避開障礙物。

能源

探測車上裝有1.3平方米的高效率太陽能電池板來提供電能。探測車首次展開時，電池板很乾凈。由於季節的原因，正午時分的太陽輻射非常強烈——以火星上的標準來說。電池板的高峰發電功率大約是140瓦特，也就是每天發電約0.9千瓦時（用這些電能可以維持一盞100瓦的照明燈泡工作9個小時）。換言之，每個火星日當中只有6個小時的太陽光的強度足夠支持太陽能電池板工作。

太陽能電池板將產生的電能提供給耗電器件（計算機、發動機、岩石打磨工具以及無線電裝置等等）。剩餘的電能被儲存進兩塊28伏、10安培小時的鋰電池中。

讓我們設想地球上的科學家選中了一塊岩石，並命令探測車移動到足夠近的位置使機械臂夠得著目標。對於接下來發生的事，這篇Cornell News文章（2003年12月19日）進行了描述：

由於暴露於太陽、火星大氣以及細微的火星塵埃下長達數十億年，火星岩石上都覆蓋了一層風化“外衣”，或稱外表層。對此，“勇氣號”和“機遇號”探測車攜帶的科學工具包中包括了岩石打磨工具（RAT）。岩石打磨工具使用一個帶有金剛石鑽頭的自動磨削工具將岩石的風化外層磨掉，露出嶄新的表面。

接觸到岩石內部的原始部分對於解決以下兩個問題是至關重要的：一是了解火星的地質歷史；二是解決巴特利所宣稱的“重大問題”，即這顆紅色行星上是否曾經存在過水或者適合生命生存的環境？

這些重大問題的解決很可能要依靠一台很小的儀器：這種岩石打磨工具的重量只有0.68公斤，消耗的功率（僅30瓦）還不及大多數的電燈泡。其尺寸與一個可樂罐的大小相當。

岩石打磨工具位於探測車機械臂的前端（或稱“手部”），同在那裡的還有其他分析岩石的科學儀器、一台顯微照相機、Mössbauer質譜儀和阿爾法粒子及X射線分光計。機械臂和人的上肢一樣也具有肩關節、肘關節和腕關節，所以非常靈敏。工作時，岩石打磨工具被機械臂壓在岩石的表面。

僅需兩個小時，岩石打磨工具的磨削輪就可以從堅硬的岩石表面磨出一個直徑和厚度均為兩個5分鎳幣的圓孔。然後用兩把刷子將孔中的岩屑掃乾淨，露出新鮮的表面以便近距離觀察。

之後，照相機和分光計接手工作，透過磨削孔對岩石內部進行仔細的分析。為了讓科學家了解岩石可能經歷的風化過程，探測車還會紀錄岩石打磨工具磨削岩石表層的時候三個馬達的溫度和實時數據。

探測車收集到的數據還需要傳回地球。所謂的數據包括照片、光譜信息和系統狀態信息等等。另外，地面上的科學家和工程師們也需要向探測車傳送指令和軟體升級等數據。探測車有三種不同的無線電來負責通信。

第一種是低能耗、低速的UHF無線電。這種通訊的連接方式使用低增益、全方向的天線。該天線不需要任何定向，能以較低的數據率把數據傳回地球或傳給人造衛星。這是一種“萬不得已”時的通訊方式。

第二種是高速UHF無線電，負責和兩顆已運行在火星軌道的衛星進行通訊——“火星奧德賽”和“火星全球勘測者”衛星。當一顆衛星出現在探測車上空時，探測車會把數據快速注入衛星，持續的時間大概為8分鐘（每次衛星通過時）。探測車能以每秒128Kbit的速度發送數據，使用的無線電功率為15瓦。接著，當地球出現在衛星視野中時，衛星利用2.5米長的天線和100瓦功率的無線電設備再將數據傳回地球。這就是大部分照片數據返回地球的方式。每天通過這些通道傳回地球的數據可達10MB。

最後是探測車上直徑0.3米的定向（高增益）天線。當地球出現在探測車視野範圍內時，探測車天線能追蹤到地球並實現與地球上的科學家和工程師的直接通訊。由於地球與火星之間距離為3.22億公里，所以通訊時會有20分鐘的往返延時。探測車使用40瓦的無線電，每分鐘只能傳遞12Kbit的數據。因為這是一種直接連接，所以NASA用它來向探測車發送指令和接收重要數據。然而，由於行星的排列以及無線電所需能量等原因，這種連接在一天當中的可用時間只有3個小時。

通常在一天當中，每台探測車會向地球發送照片、儀器數據和狀態數據。科學家根據當天及前一天的數據來做出相應的決策。然後科學家藉助高增益天線，透過3個小時的直接通訊窗口，將指令發送給探測車。在接下來的20個小時內，探測車自行工作，包括執行指令並將數據傳給上空的兩顆衛星。探測車的指令可能是命令它前往一塊新的岩石、磨削岩石、分析岩石、拍攝照片或者使用其他儀器搜集數據。

在為期大約90天的時間內探測車和科學家們都將重複這樣的工作模式。之後，探測車的能量開始衰竭。同時，火星和地球的距離將會越來越遠，給通訊帶來更大的困難。最後，當探測車沒有足夠能量或者距離太遠導致無法通訊的時候，探測任務便宣告結束。

2021年5月17日8時，天問一號環繞器已實施第四次近火制動，順利進入周期為8.2小時中繼通信軌道。在這一階段，環繞器的主要工作是做地球和火星之間的“信使”，進行“地火傳書”。

中國

2020年，中國發射首個火星探測器，一步實現“繞、落、巡”探測任務。中國首個火星探測器的軌道器工作時間約為一個火星年，相當於地球上的兩年。火星車設計壽命為3個火星月，相當於地球上的92天。火星車裝有4個太陽能電池板，搭載了13台（套）科學載荷，包括不同解析度的火星遙感相機、能探測火星淺層結構的淺層雷達等，將探測火星的形貌、土壤、環境、大氣，研究火星上的水冰分佈、物理場和內部結構。為了規避火星極端天氣的影響，中國火星車不僅設置了自主休眠和自主喚醒功能，還將使用獨立自主地打造的多項“黑科技”。例如，火星車使用的熱控材料是新型保溫材料——納米氣凝膠，因為火星表面有稀薄的大氣，必須針對這一特殊的太空環境採用新的保溫材料。納米氣凝膠很輕，有非常好的隔熱性能。此外，火星車還採用了鋁蜂窩夾層、鋁基碳化硅、複合纖維材料等多種新材料。中國火星車使用太陽能供電，從光照角度考慮，最理想的工作地點是火星赤道附近。但火星赤道附近地形複雜。綜合考慮多方因素，中國火星探測著陸區初步選定在火星北緯5°至39°一帶。

2020年7月22日，中國火星探測工程正式對外發布“中國首次火星探測任務天問一號1∶1著陸平台和火星車”。在即將實施的我國首次火星探測任務中，火星車將承載火星表面巡視探測等重要使命。7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭托舉著中國首次火星探測任務“天問一號”探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。

2021年4月24日，在2021中國航天日開幕啟動儀式上，宣布中國首輛火星車名稱為“祝融號”。

2021年5月17日，天問一號環繞器與祝融號火星車已建立器間通信鏈路，第一次通過環繞器傳回火星車遙測數據。

美國

索傑納火星車

1997年7月4日，美國“火星探路者”飛抵火星考察。“火星探路者”上執行火星探測使命的索傑納火星車，有如一台微波爐一樣大小，質量10.4千克，是一個有6個輪子的小機器人。

它主要探測和分析大量岩石和土壤的化學組成，所配的儀器為一台阿爾法質子X射線光譜儀。索傑納火星車前部有兩台黑白照相機，後部裝有一台彩色照相機。可對附近目標拍攝特寫鏡頭，其上還有一個數據機，所獲得的探測數據通過該裝置傳到著陸器上，再由著陸器傳回地面控制中心。

“火星探路者”降落在火星上6小時后，就向地面控制中心發回了第一批彩色照片，其中一幅360度全景照片顯示出火星的地表活像地球上的荒漠，著陸點附近有一些鵝卵石，遠處依稀可見約300米高的山峰和丘陵。火星岩石主要由石英、長石和輝石構成，這種組成與地球上的岩石非常相似。索傑納火星車在探測器著陸點附近還發現了三種類型的土壤，在距著陸點幾千米處發現一長形的淺隕石坑，這有可能提供小行星撞擊火星的證據。

火星車許多火星照片還表明，在探測器著陸的阿瑞斯平原遠古時曾發生過特大洪水。從照片上可清楚地看到因受強大洪流衝擊而堆積的鵝卵石和岩石上留下的白色水痕。索傑納火星車對火星岩石的分析，有利於支持火星上曾有過生命的論點。

索傑納原來的設計壽命為7天，登陸器為30天以上。然而，索傑納卻工作了3個月，是原設計時間的12倍多。探路者的主發射機直到1997年9月27日才停止工作，它的微型輔助發射機直到10月6日仍發回信號，此後才陷入沉默之中。之後NASA的科學家們經過5個多月滿懷希望的努力，想再與索傑納及探路者取得聯繫，但終於以失敗告終，於是他們把當地時間1998年3月11日下午1時21分作為探路者及索傑納的死亡時間，這是在它登陸后的第250天。登陸器和火星車的壽命大大超出了科學家們的期望。

火星探測漫遊者/旅居者號

1997年發射的火星探路者號探測器第一次釋放了火星漫遊車索傑納號。但它僅有微波爐大小，重約10kg，不能離開固定的探測器（火星探路者號）太遠。

2003年美國航空航天局（NASA）又開始了新的計劃，發射“雙胞胎”火星漫遊車。

這兩輛火星漫遊車的官方正式名稱為火星探測漫遊者，代號MER（英文縮寫），兩車分別代號MER-A和MER-B。

2002年11月4日，美國航空航天局宣布與著名玩具公司樂高協作，舉行“為火星漫遊車命名”的競賽。據悉，共有近萬人參加了這項活動。美國亞利桑那州的9歲女孩，索菲·科利斯最終脫穎而出，成為優勝者。兩車分別命名為勇氣號和機遇號。

2003年6月10日，勇氣號發射成功；同月25日，機遇號發射成功。2004年美國東部標準時間1月3日和24日（北京時間各晚一天）分別登上火星。

勇氣號和機遇號均已獲得了一些重要成果。例如，除了傳回大量前所未有的高清晰度火星表面照片外，勇氣號用小型熱輻射光譜儀在著陸區觀測到碳酸鹽礦物存在的蹤跡。這類礦物質被認為需要在有水環境中才能形成，這意味著火星表面可能存在過形成生命的重要條件——水。初步探測顯示，勇氣號周圍區域碳酸鹽富集程度似乎要高於火星整體的平均分佈水平。但科學家們強調，小型熱輻射光譜儀新探測到的碳酸鹽究竟是火星大氣中所含水氣作用的產物，還是在火星表面有水的環境下形成的尚無從判斷，需要對周圍區域進行紅外測量后才能回答。如觀測發現碳酸鹽集中在更粗大的物質中而不是在蓬鬆的塵土中，也許可以為古謝夫區域過去存在液態水提供支持。此前，另一探測器在火星軌道上已發現火星表面存在碳酸鹽。

勇氣號

美國航宇局於2004年1月10日宣布，勇氣號已首次測量了火星上的溫度。負責分析數據的一位科學家說，火星上的岩石溫度要比由細小顆粒構成的物體溫度低。那裡目前白天最高溫度約為5攝氏度，最低溫度約為零下15度。

同年1月20日，該局噴氣推進實驗室宣布，勇氣號首次對火星土壤進行了取樣分析，獲得了一批寶貴數據，並意外發現了此前沒有料到的化學物質。科學家驚訝地發現，火星土壤里含有一種名叫橄欖石的化學物質，其形成通常與火山爆發有關。此外，科學家還在勇氣號傳回的土壤數據中發現了其它一些熟悉的化學元素，如鐵、硫、氯、氬、鎳和鋅等，其中鎳和鋅屬首次發現。他們據此推斷，火星表土可能是由一層顆粒較細的火山岩組成的。

同年2月7日，勇氣號成功地在一塊玄武岩類岩石上鑽出一個小洞。這是人類火星探測史上的首次岩石鑽孔。它花了3小時，用機械臂上的磨具鑽入一塊名為“阿迪朗達克”的岩石，鑽出的洞深 2.7毫米，直徑45毫米，以分析火星過去的地質構造。接下來，它利用顯微成像儀拍攝了岩石的顯微照片。

2月10日，勇氣號在火星表面行走了21.2米，打破了“旅居者”1997年創下的單日行走7米的紀錄。2月16日，它再次刷新了紀錄，走了27.5米。此前的2月15日，勇氣號還利用機械臂勘查了一塊與眾不同的岩石。科學家把這塊石頭昵稱為“米米”。它很可能蘊藏著豐富的火星地質史線索。

同年2月21日，勇氣號將機械臂伸到火星表面的一道淺溝里，尋找那裡曾經有水的線索。

同年3月5日，勇氣號第一次找到火星上曾有水存在的證據。它對一塊名為“哈姆佛雷”的岩石進行鑽孔。科學家在分析礦物質成分后認為，該岩石在形成過程中或剛剛形成之初曾有水滲入，礦物質隨水分進入岩石，形成結晶並留在岩石內部。

同年3月11日，勇氣號從火星上拍攝到了地球的照片。這是人類首次獲得從其它行星表面拍攝到的地球照片。照片拍攝於日出前1小時，其上的地球是一個“明亮的圓點”。照片是黑白的，但如果人站在火星車的位置眺望地球，可能會看到一個淡藍色的星球。

該火星車拍到的另一張照片記錄到一條又窄又短的光跡。科學家認為這可能是一顆流星，也可能是20世紀70年代升空的“海盜”2軌道探測器——它在完成探測使命后一直在圍火星旋轉。此外，它還拍到距地球約1500光年的獵戶星座中多個明亮的星體。科學家稱，拍攝天文照片並不在火星車的主要使命之列，但這些照片有助於研究夜間火星大氣中的灰塵和水氣含量。

同年4月1日，科學家又宣布，勇氣號在其著陸區發現了火星上過去可能有水的新證據。它對一塊名為“馬扎察爾”的火星玄武岩進行探測發現，該岩石外部被多層不同的塵埃所覆蓋。這一發現強有力地表明，古謝夫區域曾有自己的水源供應。探測顯示，“馬扎察爾”很顯然曾受到過與流體有關的改造。不過曾在古謝夫存在過的水有可能是地下水，水量也許沒有機遇號著陸的梅里迪安尼平原曾有過的水多。

機遇號

登陸較晚的機遇號也很有收穫。2004年1月30日，它在著陸點附近發現了火星曾經有水存在的初步證據。它利用小型熱輻射光譜儀發現了可能存在赤鐵礦的線索，而這種礦物通常在有液態水的環境下生成。這暗示著火星上從前比現在更“濕潤”，適合於生物生存

同年2月3日，機遇號利用顯微成像儀首次拍到火星土壤的顯微照片。科學家說很有可能在所拍攝的土壤內找到曾經有水存在的痕迹。

同年2月4日，科學家宣布，機遇號發現了一種非同尋常的“混合物”。這種物質由土壤、沙粒和一些很圓的卵石組成。這一發現引起科學家的極大興趣。照片顯示的卵石為什麼那麼圓。這些混合物究竟意味著什麼？這項新發現是否證明火星曾一度溫暖潮濕過？目前要回答這些問題還為時尚早。但機遇號的新發現，特別是那些圓圓的、個頭不小的神秘卵石，無疑更激起了科學家們探究火星上水源線索的好奇與熱情。

同年2月5日夜間，機遇號進行了首次行走，為尋找那裡曾存在水的證據邁出了重要一步。它當日走了約3.05米，途中進行了土壤分析研究。此次行走的目的地是離著陸艙約4.6米的一處外露岩床。它於2004年2月6日抵達那裡，進行了取樣分析研究，以確定岩石中赤鐵礦的含量。同年2月8日，機遇號傳回這處火星岩床的顯微照片。這有助於研究該岩床是不是在液態水環境下形成的。這處名為“斯努特”(Snout，意為“口鼻部”)的岩床位於著陸點附近的一個淺坑區。科學家認為，它是火星地質史的縮影，對其進行研究很可能找到火星上曾經有水存在的線索。機遇號還使用機械臂上的光譜儀研究了岩床的成分。

2004年2月9日，美國航宇局說，機遇號正在仔細“端詳”“斯努特”上鑲嵌的小石球。照片顯示，這些小石球像“蛋糕上的藍莓果”一樣鑲嵌在岩床上。科學家們在對這些石球的成因進行種種猜測后認為，其中3種假設最有可能成立：一是火山噴發時飄浮在空中的火山灰互相粘在一起結成石球；二是火山熔岩冷卻時生成石球；三是某種液體(很可能是水)帶著溶解的礦物質流經火山岩石時生成石球。如能證明“藍莓果”的形成與火山噴發無關，則會大大增加火星上曾經有液態水存在的可能性。

同年2月11日，機遇號發回了令“科學家們激動不已”的火星岩層圖像。美國航宇局在一份聲明中說：“在以前發回的全景圖像上，地質學家已看到一些火星岩石有細微的層次。新發回的圖像顯示，火星岩層並非像筆記本那樣總是平行……如從某一角度細看，岩層有時相互交錯。這些不平行的線條可能因火山活動、風或水的作用形成。”

在排除了機械臂故障后，美國航宇局於2004年2月17日宣布，機遇號在火星地表通過讓帶齒的右前輪快速旋轉，開鑿出一條長約50厘米、深8厘米的溝，以便深入觀察和分析地表下土壤的化學成分，判斷當地是否存在過液態水。

同年2月19日，機遇號在火星土壤中發現一種神秘的發光圓球。雖然還不清楚發光的具體原因，但科學家肯定絕非單純的光學效果。2月22日，它又發現神秘的線狀物。

2004年2月24日，機遇號成功地對火星表面一塊堅硬的岩石鑽洞，並拍攝了洞內的細節。

2004年3月11日，機遇號拍攝到了火衛一遮擋太陽的火星日食照片。這將幫助科學家確定火衛一的飛行軌道，以便讓目前繞火星飛行的軌道探測器對其進行近距離觀測。此前它還拍到了火衛二遮擋太陽的火星日食照片。從地球上看，天空中月亮和太陽的圓面大小几乎相同，因此在日全食時，月亮幾乎可以完全遮住太陽圓面。而火星比地球距太陽遠，在火星上看到的太陽只有地球上看到的約2/3大。但火星的衛星非常小，因此在火星上看日食時，火星的衛星只能遮住不到太陽圓面的一半。

同年3月23日，美國宇航局公布了機遇號的又一重大發現：最新探測結果顯示，火星表面過去可能部分為鹹海所覆蓋。這一結果為火星上可能曾存在支持生命的環境提供了新證據。機遇號對著陸區域附近岩層形狀和岩石中所含某些化學元素進行的探測表明，其中一些岩石可能是在緩緩流動的一片鹹水底部形成的。火星車項目首席科學家斯奎爾斯指出，機遇號停靠的位置，過去可能是一塊鹹海的海岸線。不過，科學家也強調說，根據機遇號目前搜集到的線索，尚無法判斷該區域何時存在過液態水，究竟被液態水覆蓋了多長時間以及鹹水區面積到底有多大。這些都要進行進一步探測才能給出答案。同年4月17日下午，安裝了升級版電腦軟體的機遇號在火星上創紀錄地行駛了近3小時，跑完一個馬拉松式的長途，輕鬆駛出140.9米，創下人造火星車在火星上單日行車距離的新紀錄。這大大超出它自己此前保持的火星單日行車里程紀錄，也大於“旅居者”火星車1997年在火星上考察3個月行駛距離的總和。在結束這次長途旅程后，機遇號在火星上的累計行駛里程達到627.7米，突破了600米大關。美國航宇局科學家曾將行車600米作為判斷機遇號和勇氣號原定使命成功與否的硬指標之一（勇氣號已在此前兩周達標）。機遇號在這次破紀錄之旅中，在大多數路段上都憑藉新的自動導航軟體來引路。控制人員稱，新軟體將使火星車機動性得到提升，能在火星上跑得更遠。

2004年4月26日，機遇號完成第90個火星日的探測，步勇氣號後塵，一舉通過所有“考核標準”。孿生火星車探測計劃至此正式宣告取得圓滿成功。科學家和工程師事先設立了一系列硬指標，作為判定兩輛火星車聯合探測計劃是否成功的依據。按照規定，除行駛總里程至少達到600米外，每輛火星車都要至少工作90個火星日（約相當於地球上的92天），至少造訪8個不同地點，並必須拍下周圍環境的立體和彩色全景照片。另外，兩輛火星車還需至少在60天中同時處於工作狀態。

此前，有關官員在4月8日正式宣布，航宇局已批准將勇氣號和機遇號的探測使命延長到2004年9月13日，也就是勇氣號1月3日在火星著陸后的第250個火星日前後。這相當於火星車原定探測壽命的約3倍，即超期服役5個多月。

控制人員在綜合考慮多種因素后認為，延長火星車探測使命是可行的。比如，測試結果顯示，火星車上的設備至少在270個火星日內都能承受火星晝夜溫度變化的影響。另外，火星車上的眾多馬達雖然會隨時間推移而磨損，但它們工作到9月中旬應該沒問題。如果屆時兩輛火星車狀況依然良好，有可能還會繼續延長探測使命。科學家和工程師將考慮讓兩輛火星車“越冬”，即讓它們進入冬眠模式，在2005年春天時再喚醒它們，恢復工作。為延長壽命，航宇局已決定再投入1500萬美元。科學家們認為，如果兩輛火星車能繼續維持良好的工作狀態，這筆追加投資將非常划算，因為增加的經費還不到原預算的2%，卻能將探測時間延長一倍以上。

兩輛火星車的首要任務是尋找火星上是否存在過水的證據。根據它們各自的發現，科學家已能就此得出肯定的結論。在探測使命延長后，它們將繼續在火星上探水。此外，科學家還為火星車擬定了其它一些新的科研目標，包括繼續研究火星大氣、對繞火星運行的探測器數據進行校驗以及研究火星車太陽能電池板在塵埃長時間沉積情況下特性的變化等。

雖然兩輛火星車已過了“保修期”，但科學家們仍期待著它們在未來幾個月中能繼續獲得新發現。他們取得的任何成果都將是“額外的獎賞”。不過，火星上條件極其惡劣。雖然火星車工作時間可能持續到9月份甚至更長，但它們也隨時可能在前進的道路上止步。

經過6周的長途跋涉，機遇號駛到了一個露天足球場大小的環形山邊緣。這個名為“持久”的環形山直徑約130米，據估計最大深度在20米以上。這裡潛在的科學探測價值對火星車構成了“誘惑”。在2004年5月6日的一次新聞發布會上，科學家們公布了機遇號從坑邊拍攝的坑內彩色全景照片。機遇號著陸后，有近兩個月時間一直在較淺的“小鷹”環形山中活動，對其中的裸露岩石等進行探測，並幫助科學家得出了該區域曾被一片早已蒸發光的鹹水覆蓋的推斷。但鹹水蒸發前火星上到底有過什麼樣的環境，在該環形山中卻找不到相關證據，因為它深度太淺，還不到3米。對“持久”環形山的探測可能有助於回答這個問題。

爬出“小鷹”后，機遇號開了近800米才到達“持久”邊緣。照片分析顯示，這個大環形山內壁嵌有多層裸露岩石，一些岩石位於高約5～10米的峭壁之上，所處深度比“小鷹”坑內的裸露岩石要深，或者說年代更為久遠。2004年6月4日，航宇局宣布，科學家們就讓機遇號冒險駛入該環形山達成了一致。同年6月8日，機遇號正式開始嘗試進入環形山內。進入后，機遇號將首個探測目標鎖定為一塊名為“田納西”的扁平岩石，並成功地在這塊岩石上打出了一個洞。

6月8日，科學家透露，勇氣號在古謝夫區域新刨出了一條溝，並通過對溝中土壤的分析發現了該區域過去曾存在過水的新證據。阿爾法粒子X射線光譜儀的探測顯示，在新挖的這條溝內，土壤中礦物鹽含量相對較高。光譜儀在土壤中發現了硫和鎂存在的跡象，而且含量在溝內不同位置保持同步變化。這意味著兩種元素有可能以硫酸鎂的形式存在。對此最可能的解釋是水從表面之下滲出，溶解出礦物；當接近表面的水蒸發后，就會留下濃縮的鹽。科學家還強調，這一發現提供的證據比勇氣號1 月3日著陸以來在其它任何地方發現的證據都更具說服力。科學家介紹，勇氣號在火星上馳騁了32公里后，離一群小山越來越近。

原以為兩輛火星車在安全著陸后不會出現大的故障，因為以前在火星表面著陸的“海盜”1和2以及“火星探路者”都很順利，且超額完成了任務。但實際情況卻並非如此，勇氣號和機遇號著陸后不久便相繼“生病”。

勇氣號著陸不久就出現一些小毛病：首先是驅動火星車高增益天線的兩個馬達之一工作異常，電路電流達到峰值的情況很不穩定；其二是出乎預料的地形變化使火星車的太陽能採集面板只能攝取到預計額定電力的83%；接著，部分安全氣囊無法收起，擋住了勇氣號原定駛離登陸艙的方向，地面人員花了2天時間使它旋轉 115度，才使其得以駛離登陸艙平台。更嚴重的是，在傳回了一些令人驚奇的照片並開始行走後不久，勇氣號便在2004年1月21日突然與地面失去了聯繫。這種局面持續達30多個小時。即使在1月23日恢復聯繫后，它仍處在“病重”狀態，一時無法工作，數據傳送速率很慢，只有120比特/秒(正常情況下應是11×10比特/秒)。專家們分析了以下可能：雷暴天氣影響指令接收，從而引發軟體錯誤；宇宙射線造成計算機內存發生物理紊亂；無法利用陽光發電，從而導致電源故障；火星風暴所致；內存控制軟體出了問題，等等。

經過多天緊張“會診”，專家們終於找到了勇氣號的病因所在：原來它的存儲器內積聚了太多的數據文件，導致存儲器不堪重負，開始“罷工”。為此，地面人員刪除了存儲器內的部分數據，使勇氣號在同年2月1日重新投入工作。此後，專家對車上的軟體系統進行了多次遙控測試和修理，並於2 月4日對電腦存儲器進行了重新格式化。同年2月5日晚，地面人員重新啟動火星車電腦系統，勇氣號終於回到了“完全健康”的狀態。

俗話說，禍不單行。科學家1月27日發現，3天前剛登陸火星的機遇號的溫度調節裝置也出了故障。雖然這一問題暫時不影響工作，但加熱元件長期持續運轉不僅會消耗大量能量，還可能導致某些部件過熱。長遠來說，這肯定對機遇號的正常工作非常不利。

為防止重蹈勇氣號的覆轍，地面人員提前刪除了機遇號存儲器內的部分數據。

2月25日，航宇局又宣布，機遇號電池能量供應系統出現故障，對火星車工作壽命構成威脅。為此，科學家啟用了一套新的火星車軟體以節省電池用量。

2004年4月13日，控制人員宣布，勇氣號和機遇號火星車電腦軟體升級工作已基本完成。經過“洗腦”的這對孿生火星車能在火星上跑得更遠，“睡”得更香，更不容易“生病”。控制人員在4月12日晚些時候向勇氣號發送了指令，指揮火星車電腦在新軟體下成功重啟。勇氣號隨後傳回的數據顯示新軟體運行正常。裝載了升級軟體的機遇號按計劃也在4月13日完成電腦的重新啟動。

“洗腦”后的火星車在三個方面有顯著改進。一是自動導航軟體得到更新。原先的導航軟體在檢測到無法繞過的障礙后，有時不知道下一步該怎麼辦。有了新軟體，火星車會轉身去尋找可能的最佳路徑，從而能自主地在火星上行駛更遠的距離。其次，新軟體能幫助火星車自動對存儲器故障做出反應，並更輕鬆地恢復到穩定狀態。另外，升級軟體中有一部分專門用來解決機遇號上述的加熱組件故障。新軟體能使機遇號進入“深度睡眠”狀態。在這種狀態下，火星車電池將不為加熱組件供電，從而避免能量損耗。

6月15日，科學家又宣布，勇氣號出現了一些機械故障，用於驅動右前輪的馬達無法正常工作，可能導致其輪子無法使用。一位科學家稱，這台馬達也許只能再移動200米的距離。他說，勇氣號已開始顯現出某些衰老的跡象，其它幾隻輪子最終可能會面臨同樣的命運。但他強調，即使只有5隻輪子，勇氣號也能較輕鬆地進行移動。

據悉，在勇氣號和機遇號探測計劃的實施過程中，宇航局投入的經費和評估測試的嚴格程度都超過從前，總共耗資約8.2億美元，但還是出了故障。今後還不知會有什麼不可預知的各種突發情況。由此可見，探測火星非常不容易。

（1）很久以來，科學家便認定火星也一度是一個濕潤的世界，機遇號和勇氣號的發現更是為他們的這一推測提供了強有力的證據。這些證據包括富含硅石的土壤、火星“藍莓”以及波浪狀的岩層，所有這些都只有在水流過火星地表時才能形成。

（2）火星車提供的數據允許科學家得以第一次創建一個有關火星溫度的詳細的溫度曲線圖，同時也第一次提供了有關火星上存在上升熱氣流的證據。後者能夠為未來的火星飛船設計師提供幫助。

（3）在眾多的“第一”中有一個是不得不提的：兩個火星車第一次在火星表面拍到火星空中類似地球上的雲。

（4）在火星車的幫助下，人類第一次得以在遙遠的火星上拍攝地球照片，雖然無法與“阿波羅”號飛船的8名宇航員拍下的著名的地球圖片相比，但勇氣號拍攝的這張照片卻具有相當大的歷史意義，它標誌著人類第一次在另外一顆遙遠的星球上拍攝地球的照片。

（5）2005年，勇氣號成功地拍下了在火星表面“昂首闊步”的塵暴的錄像。這段錄像讓科學家獲得一次難得的窺視火星塵暴的機會。時下，一些較為活躍的過程仍在“修整”火星表面，塵暴正是其中之一。

（6）根據火星車傳回的數據，科學家認為，火星在經歷3個截然不同的地質代過程中變得日益乾燥。如果正如我們猜測的，火星上確有生命存在，那它們也只能在火星幼年時期存活下來。

（7）人類還未入主火星，自然不能在這個紅色星球上痛痛快快地呼吸一下那裡的空氣。但兩個火星車的發現提醒人們最好不要那麼做，原因在於：它們在火星岩石內部發現了高濃度的硫磺，這也就是說，火星就像臭雞蛋一樣發出臭氣。

（8）在2005年對火星的探測過程中，機遇號偶然間發現了一塊籃球大小由鐵和鎳構成的岩石。這塊岩石是迄今為止人類在另外一個星球上發現的第一顆隕石。

（9）勇氣號在它的登陸點古瑟夫隕石坑發現了玄武岩，這一發現有力地暗示了該地區可能是一場火山噴發的產物——噴發過程中，岩漿和水混合在一起。

（10）機遇號的最後使命可能就是對維多利亞隕石坑的匆匆一瞥。在近兩年的長途跋涉之後，機遇號最終到達維多利亞隕石坑，隨時可能進入坑內一探究竟，但由於一場全球性的塵暴威脅到太陽能電池板的供電，這項任務面臨終止的可能性。

好奇號火星車

美國宇航局計劃2009年將向火星發送下一個火星車(MSL，好奇號)，這將是研究火星表面最大和裝備有最先進儀器的火星車。MSL將從核反應器獲取動力，而它的任務將是查明火星環境存在微生物生命的可能性。

MSL計劃負責人理查·庫克指出，現在MSL小組共有200人在工作，他們研製的儀器設備旨在研究火星的化學成分，這與勇氣號和機遇號火星車任務不同，勇氣號和機遇號主要是進行地質學研究。

在2009年9～10月發射之後，據國外媒體報道，美國國家航空航天局研製的新一代好奇號火星車將在8月6日登陸火星表面。在著陸火星后MSL會展示自己的機動性能，在火星表面行程5～20千米以完成自己的科學研究目的。MSL將成為利用精確著陸工藝的第一台火星車，它將會受控制著落火星地表，如同太空梭進入地球大氣層時一樣，因此MSL能抵達需要著陸地點上空，並及時打開自己的降落傘。

除了美國宇航局研究小組之外，還有其他航天局專家參加MSL新型火星車研製。氫氣中子感測器由俄羅斯航天局研製，氣象學設備由西班牙教學與科學部研製，光譜分析儀由加拿大航天局研製，並得到德國馬克斯·普朗克化學研究所支持。

像勇氣號和機遇號火星車一樣，MSL裝備有行駛用的6個輪子，而在它的立柱上安裝有攝像機，但是與勇氣號和機遇號不同，它將安裝有一台激光器以便蒸發表面岩石薄層，因此它有可能研究地表下層。MSL同樣也將收集岩石和鹽沉積物進行分析，MSL艙內將安裝有識別像蛋白質、氨基酸以及其他酸和鹼一類有機物的特殊儀器，這些有機物有可能是生命活動的產物。

據航天新聞網報道，用於MSL的核反應器由美國能源部研製，核反應器動力通過鈈衰變時獲得，因此火星車動力源可以在火星表面上維持一年或一年以上的研究。另外，MSL還安裝有太陽能電池，太陽能電池有助於整個使命的完成。11月27日消息，美國宇航局的新一代火星探測器——火星科學實驗室（MSL，即好奇號火星車）已經於美國東部時間10:05（北京時間23:05）在卡納維拉爾角航天中心由一枚宇宙神-V 541型大推力運載火箭成功發射升空，發射后42分47秒，測控信號顯示星箭分離成功，“好奇號”被成功送入飛向火星的軌道。接下來它將獨立踏上漫漫征程，直到2010年8月份登陸火星表面。這一探測器重達1噸，是有史以來人類送往另一顆行星的最龐大，最複雜的設備。

光榮使命

好奇號在本質上就是一台先進的移動實驗室，美國宇航局對它寄予厚望，科學家們希望它能幫助查明火星是否在地質歷史上曾經存在過可以讓微生物生存的宜居環境。為此，好奇號攜帶了大量迄今被送往另一顆行星表面的最先進設備，其科學載荷的重量超過了以往任何一次火星車載荷的10倍以上。它將使用機械臂從地面鏟挖土壤樣本，並使用鑽頭鑽入各類岩石內部取樣並送入其“車載”實驗室進行精密化驗。藉助精確著陸技術，好奇號能得以在經過精心挑選的最具科學價值的地區降落。根據計劃，在其著陸后的23個月內，它將對數十個樣本進行化驗。

更大的載荷量對於科學家們來說當然是好事一樁。但是工程師們就犯難了：他們必須保證這輛大個子火星車能夠在火星表面形式足夠遠的距離抵達科學家們希望進行探查的地點，同時還要在火星漫天黃沙和極端低溫環境下保持“體溫”並為各種設備供電。它的前輩勇氣號正是由於太陽能帆板被沙塵覆蓋，又面臨火星嚴酷的冬季低溫環境而永遠無法蘇醒過來了。但是好奇號將可以應對這種情況：它是第一輛採用了“核動力驅動”的火星車。

具體而言，好奇號使用了由美國能源部提供的“多任務放射性同位素熱電發生器”(MMRTG)，其中裝有4.8公斤的放射性物質二氧化鈈用於能源供應。這並不是好奇號所使用的新技術，而是在過去40多年中早已被廣泛應用於行星際探測的成熟技術，如1977年升空的，現在已經飛到太陽系最邊緣的兩顆美國旅行者號探測器，以及2006年升空，飛往冥王星的“新地平線號”探測器等等，都使用了類似的核動力技術。採用核動力供電方式將讓火星車徹底擺脫對陽光的依賴，並大大延長其在火星表面的工作壽命。

創新型的著陸系統

另一個讓工程師們苦惱的問題在於，好奇號重達1噸，而之前的勇氣號和機遇號火星車的重量僅有170公斤左右。2004年，勇氣號和機遇號分別在火星的南北半球採用降落傘配合氣囊彈跳的方式成功登陸火星表面展開考察工作，其中的機遇號甚至工作至今。但是好奇號讓工程師們面臨完全不同的課題：它太重了，無法再使用氣囊彈跳的著陸技術，必須開發新的著陸方式。於是工程師們設計了一種噴氣式的，類似UFO一般的懸浮平台，當進入火星大氣層時它和好奇號一起緊緊擠在隔熱罩內部，隨後降落傘打開進行減速，當接近地面上空時降落傘脫落，懸浮平台啟動，下面掛著好奇號進行懸浮飛行，在這一過程中還可以進行最後的地形位置修正，隨後懸浮飛行器慢慢降低高度，輕輕地將好奇號安放在平坦的火星表面。

跳躍式火星漫遊車

最近，美國科學家利納和蘭迪斯又設計了一種新穎的火箭發動機，它能利用火星大氣製造出燃料，安裝這種發動機的“跳躍式火星漫遊車”可以進入非常複雜的地形進行考察，可以穿越峽谷、躍過懸崖，它可以在任意地方著陸進行探測。當它在某一地點進行探測時，燃料製造系統就自動利用火星大氣來製造燃料，接著又跳到另一個探測地點工作。

跳躍式火星漫遊車一下子能跳多高、多遠？這與它在一個地點停留的時間有關，因為這時它要製造燃料，停留時間越長，製造出的燃料就越多。停留50天，可跳500米遠、300米高；停留68天，可跳1000米遠，400米高；停留100天，可跳2000米遠，600米高；停留155天，可跳4000米遠，800多米高。也就是說，這種跳躍式漫遊車可以穿越任何峽谷和跳過任何懸崖。

火星大氣中有95%是二氧化碳，將它分解成一氧化碳和氧，就能作為火箭發動機的燃料。一氧化碳可以在氧中燃燒釋放足夠的能量，但需要用氫作催化劑。由於火星大氣中含有少量的水，可以分解出氫，所以這種漫遊車的燃料以及催化劑都可以在火星上自產自用，自給自足。

毅力號火星車

2020年7月30日美國航天局直播畫面顯示，美國“毅力”號火星車從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地升空。

NASA2020年發射新型火星車

據英國每日郵報報道，目前，美國宇航局透露稱，現已開始準備建造新一代火星探測車，它被命名為“火星車2020”，將負責調查分析適宜微生物生存的火星遠古環境，探索火星岩石中存在遠古生命的證據。同時，“火星車2020”將採集土壤和岩石樣本，在未來太空任務中送回地面進行分析。經過大量審核過程以及重要技術發展，美國宇航局表示現已準備進行最終設計和建造階段。預計2020年夏季發射升空，2021年2月抵達火星。美國宇航局科學任務理事會代理副主管傑弗里-約德(Geoffrey Yoder)說：“‘火星車2020’是挑選和封存火星岩石和土壤樣本至地球的多樣化太空任務的第一步，該任務標誌著美國宇航局火星之旅實現的一個重要里程碑事件，有助於確定是否生命存在於火星，促進發送人類至火星目標的實現。”

為了減少危險和降低成本，火星車2020從外觀上更像六輪、1噸重量的“好奇號”火星車，但是它將裝配一組新的科學儀器設備，前所未有地提高探索火星的能力。例如：該火星車將首次調查研究易用和可用性火星資源，其中包括氧，能夠為人類火星任務做好準備。火星車2020將攜帶一個完整的新子系統，用於採集火星岩石和土壤樣本，子系統設備包括：機械手臂上的岩芯鑽和試樣管架。大約30%的試樣管將存放在選定地點，未來樣本取回任務中送至地面進行分析。在地球實驗室里，這些火星樣本將用於分析火星遠古時期生命存在的跡象，以及未來人類任務中的潛在健康危害因素。

新火星車的項目總成本預計在15 億美元左右，其大部分設計和製造技術將與“好奇號”類似，著陸方式也將與“好奇號”相同。美國航天局表示，使用已證明的方式和技術旨在盡量確保火星車順利著陸，從而壓低成本和風險。與個頭較小、質量較輕的早期火星著陸器，包裹在氣囊內硬生生地落在火星表面不同，質量為900 多千克的“好奇號”於2012 年8 月6 日藉助由火箭提供動力的、名為“天空起重機”的助降系統緩緩著陸。從進入火星大氣層到著陸的7min 內，“好奇號”時速驟然降至零，由於難度高、風險大，美國航天局稱之為“恐怖7 分鐘”。美航天局表示，新火星車項目是朝著2030 年代將宇航員送往火星目標邁出的又一步，不過科學家目前尚未確定新火星車的探索任務。根據奧巴馬政府2010 年公布的太空戰略，美國將以火星為太空探索的新目的地。美國航天局將在2025年後，將宇航員運送至低地軌道以外的天體如小行星，到2030 年代中期，將美國宇航員運送至火星軌道。