“好奇”號火星探測器（英文：Curiosity），是美國航空航天局火星科學(xué)實驗室下轄的火星探測器，主要任務(wù)是探索火星的蓋爾隕石坑。好奇號是美國第七個火星著陸探測器、第四臺火星探測車，也是世界上第一輛采用核動力驅(qū)動的火星車。項目總投資達(dá)25億美元，是截至2012年最昂貴的火星探測項目。整個探測器由航天器、著陸系統(tǒng)（EDL）和火星車等部分組成，其火星車搭載了17臺先進(jìn)照相機(jī)、一個機(jī)械臂、一個鉆孔機(jī)、一臺激光裝置等設(shè)備。
好奇號火星探測器是20世紀(jì)60年代以來美國火星探測計劃的繼續(xù)，主要目的是為了調(diào)查null環(huán)境是否有利于微生物的生存，以及在巖石中保存過去可能存在生命的線索。2006年，美國科學(xué)家們開始為“好奇”號火星車選擇著陸地點，最終在2011年6月確定在蓋爾隕坑中心山脈。而“好奇”號火星探測器的組裝、測試和運輸工作也在2011年6月左右完成。11月26日，“好奇”號火星探測器在在卡納維拉爾角41號航天發(fā)射場搭乘宇宙神-5號運載火箭發(fā)射升空。在經(jīng)歷長達(dá)約9個月的巡航階段后，好奇號經(jīng)過56,300萬千米的旅程，于2012年8月6日13時31分（北京時間）在火星成功登陸，著陸時離預(yù)定著陸點布萊德柏利降落地只相差2.4千米。并在8月22日首次開始工作。
“好奇”號火星探測車的主任務(wù)階段為1個火星年或大約23個地球月，2012年12月，后續(xù)任務(wù)被無限期延長。截止到2023年11月，它還在火星工作，工作周期已經(jīng)超過了4000天。在這個周期之內(nèi)，“好奇”號采集了大量的火星巖石樣本，發(fā)現(xiàn)了甲烷、還拍攝了眾多的火星圖像，為地面科學(xué)家的科研活動提供了充足的資料。
任務(wù)背景
人類的火星探測活動開始于20世紀(jì)60年代，在“好奇”號火星探測器發(fā)射之前，包括美國在內(nèi)的多個國家就已經(jīng)進(jìn)行了多次火星探測活動。1960年10月，蘇聯(lián)就向火星先后發(fā)射了“火星1A”和“火星1B”兩個探測器，但均未成功。緊隨其后的美國直到1964年才成功通過水手4號探測器第一次讓人類看到火星表面的近距離圖像，這一階段算得上是人類火星探測的狂熱階段，開啟了火星探測的新篇章。
而在那這之后，美國和蘇聯(lián)對探測火星的熱情都有所減弱，直到1970-1990年，美蘇又開始重新探測火星，在此3階段主要是以軌道環(huán)繞和著陸探測為主，且探測成功率也明顯提高。不過進(jìn)入美蘇冷戰(zhàn)后期，美蘇兩國對深空探測的投入都在減少，蘇聯(lián)雖然發(fā)射了兩顆天問一號，但都以失敗告終。火星探測轉(zhuǎn)為研究歷次發(fā)射的資料數(shù)據(jù)，火星探測活動也逐漸歸于沉寂。但是，美蘇歷次的火星探測活動還是為后來者積累了相當(dāng)數(shù)量的技術(shù)和相關(guān)經(jīng)驗。而進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后到“好奇”號發(fā)射之前，隨著航天技術(shù)的進(jìn)步，火星探測再次成為深空探測的熱點。
1996年，美國成功發(fā)射了火星全球勘探者號探測器，發(fā)現(xiàn)了火星上存在古代水的跡象，比如溝壑和赤鐵礦（一種在水中形成的礦物）。隨后，一系列軌道器和著陸器被送往火星，通過這些探索結(jié)果讓科學(xué)家們了解到，火星并不是“海盜”號得到的結(jié)果，是一顆“死星”，而是蘊藏著活力。也是從那個時候開始，美國航空航天局對火星的探測目標(biāo)就圍繞著考察火星是否曾經(jīng)支持生命存在而進(jìn)行。在“好奇”號之前，美國已經(jīng)成功發(fā)射了“勇氣”號和機(jī)遇號火星探測器等火星探測器。2004年登陸火星的勇氣號火星探測器和機(jī)遇號火星車已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，火星在過去曾經(jīng)是溫暖和濕潤的，甚至可能存在過海洋。但是后來它的環(huán)境發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。
“好奇”號火星探測車亦進(jìn)一步推進(jìn)美國宇航局“跟著水走”的戰(zhàn)略。任務(wù)是:調(diào)查火星環(huán)境是否有利于微生物的生存，以及在巖石中保存過去可能存在生命的線索。
具體來說，這就是探索蓋爾隕石坑，并獲取巖石、土壤和空氣樣本進(jìn)行機(jī)載分析。以及實現(xiàn)以下8個科學(xué)目標(biāo)：
（1）確定環(huán)境中有機(jī)化合物的性質(zhì)和數(shù)量。
（2）列出火星可能組成生命的化學(xué)成分。
（3）識別生命可能存在的特征痕跡
（4）從化學(xué)和同位素上研究火星表面和近表地質(zhì)材料的礦物組成。
（5）解釋形成和改變火星巖石和土壤的過程。
（6）評估長時間尺度（即40億年）的大氣演化過程。
（7）確定水和二氧化碳的現(xiàn)狀、分布和循環(huán)。
（8）描述表面輻射的廣譜特征，包括銀河宇宙輻射、太陽風(fēng)和次級中子。
任務(wù)歷程
前期準(zhǔn)備
“好奇”號火星探測器的前期準(zhǔn)備工作，包括著陸點選擇、航天器組裝、測試和運輸?shù)冗^程。2006年6月，世界各地的火星科學(xué)家召開了一個研討會，共同編定了一份包含100個潛在火星著陸點的清單，同時，借助火星勘測軌道飛行器收集的數(shù)據(jù)，美國科學(xué)家對每個可能的著陸點都進(jìn)行了評估。在選擇時，美國科學(xué)家先是排除了可能存在微生物生命的地點，然后在能夠提供有利勘探條件進(jìn)行選擇，這些地點需要有暴露在地表的巖石層，存在人類現(xiàn)有生活必不可少的元素，周圍環(huán)境要相對平穩(wěn)、安全。
而在這期間，美國也開始了為新型天問一號的命名征集工作，從2008年11月開始，美國航空航天局就向全美5-18歲的學(xué)生征集火星探測車的名字，到2009年1月25日結(jié)束，共有9000多名學(xué)生提供了命名提議。2009年3月23日至29日，普通公眾有機(jī)會為九個進(jìn)入決賽的名字進(jìn)行投票，為火星車的最終命名提供參考。2009年5月27日，美國航空航天局宣布，下一代大型火星登陸車“火星科學(xué)實驗室”已采用堪薩斯州小學(xué)6年級12歲的華裔學(xué)生克拉拉·馬的建議，命名為“好奇”(Curiosity)號。
2011年6月，美國科學(xué)家們將“好奇”號火星車的著陸點確定在了蓋爾隕石坑（英文：Gale Crater，地理位置：南緯4.5度、東經(jīng)137.4度）。這是一個由隕石撞擊火星時形成的坑洞，其形成歷史大約在3.5-38億年前，以澳大利亞天文學(xué)家沃爾特·蓋爾（英文：Walter F. Gale）命名。該隕石坑直徑96英里（154公里），可能存在水。
“好奇”號火星探測器的前期組裝、測試由位于加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）來完成，探測器上的儀器經(jīng)過單獨測試后，就會被運送到無塵室，與火星車車和航天器進(jìn)行組合測試。在完成相關(guān)測試后，火星探測車和航天器會被送往肯尼迪航天中心進(jìn)行進(jìn)一步的組裝和試驗，2011年5月，火星車的隔熱罩和引導(dǎo)其前往火星的航天器抵達(dá)肯尼迪航天中心，6月22日，火星科學(xué)實驗室任務(wù)的火星車““好奇”號”以及任務(wù)的著陸系統(tǒng)由美國空軍C-17運輸機(jī)運抵佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心。這些組成部分要在這里完成最后的測試和總裝。在所有的準(zhǔn)備工作完成之后，“好奇”號火星探測器就被運送到佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角，與宇宙神-5號運載火箭完成組合，等待發(fā)射升空。
發(fā)射升空
2011年11月26日美國東部時間上午10時02分（太平洋標(biāo)準(zhǔn)時間上午7時02分），“好奇”號火星車在卡納維拉爾角41號航天發(fā)射場搭乘宇宙神-5號運載火箭發(fā)射升空。
火箭發(fā)射1分52秒后，四級固體火箭助推器關(guān)機(jī)分離。
火箭發(fā)射3分25秒后，一級火箭關(guān)機(jī)，整流罩分裂，墜入大西洋。
火箭發(fā)射4分38秒后，二級火箭“半人馬座”發(fā)動機(jī)點火，大約7分鐘之后，火箭進(jìn)入地球靜止軌道，開始環(huán)軌道飛行。
火箭發(fā)射約20分鐘后，二級火箭將航天器推出地球軌道，開始前往火星。
火箭發(fā)射44分鐘后，太平洋標(biāo)準(zhǔn)時間上午9時56分09秒，航天器與運載火箭完成分離，航天器進(jìn)入巡航階段，自主飛往火星。
火箭發(fā)射55分鐘后，航天器通過美國航天航空局局深空網(wǎng)絡(luò)位于澳大利亞堪培拉的天線站與地球進(jìn)行了第一次通信。
火星著陸
“好奇”號火星探測車在火星上的著陸完全由著陸系統(tǒng)（EDL）負(fù)責(zé)，整個過程持續(xù)7分鐘，涉及四個獨立的階段：引導(dǎo)進(jìn)入，降落傘下降，動力下降和空吊著陸。首先在小型火箭推進(jìn)器的幫助下，航天器進(jìn)入火星大氣層，“切入點距著陸點高度約為131公里，切入時速度約為每秒5.9公里；在進(jìn)入預(yù)定著陸范圍（20×7千米）的上空后，航天器開始減速到1.7馬赫，隨后降落傘打開，在距離火星地面1.8千米的高度時，航天器隔熱罩與火星車分離，速度下降到100米/秒；8臺可變推力發(fā)動機(jī)點火工作，減緩火星探測車下降速度。在最后階段，即空吊著陸階段，太空起重機(jī)開始工作，由它釋放7.6米長的系繩吊著“好奇”號火星車緩慢下降，并使火星車最終到達(dá)地面。在火星車完成著陸后兩秒內(nèi)，起重機(jī)和其他設(shè)備就自動墜毀在距離“好奇”號火星車大約650米遠(yuǎn)的位置。
2012年8月6日，美國“好奇”號火星車在火星蓋爾隕石坑中心山脈的山腳下成功著陸，開始探索這顆紅色星球過去及現(xiàn)在是否存在適宜生命存在的環(huán)境。
火星探測
2012年8月22日,“好奇”號火星探測車在首次行駛測試中邁出“第一步”,留下了自己的“足跡”。
2012年8月29日，“好奇”號開始首次行駛，在大約兩月的時間內(nèi)，向東行駛了400米，到達(dá)一個名為Glenelg的地方。
2012年9月27日，美國宇航局宣布，“好奇”號發(fā)現(xiàn)了古代河床的跡象，表明火星上曾經(jīng)有過“劇烈的水流”。
2013年3月，美國航空航天局宣布，基于對約翰·克萊因（John Klein）巖石的調(diào)查，分析表明蓋爾隕石坑存在水、二氧化碳、二氧化硫和硫化氫，曾經(jīng)適合微生物生活。
2013年9月19日，科學(xué)家透露，根據(jù)“好奇”號采集的六次大氣樣本，證實火星環(huán)境缺乏甲烷，表明此時火星上可能存在產(chǎn)甲微生物活動的可能性很小。
2014年4月，“好奇”號傳回了矮行星谷神星和巨型小行星灶神星的圖像。
2014年12月16日，美國宇航局（NASA）的科學(xué)家宣布，“好奇”號已經(jīng)明確發(fā)現(xiàn)了火星上的第一個有機(jī)化合物。
2015年3月下旬，美國科學(xué)家首次表明火星表面有在火星沉積物加熱過程中釋放的氮氣。美國宇航局稱之為“生物有用”的氮以一氧化氮的形式存在，可能是從硝酸鹽分解中釋放出來的。這一發(fā)現(xiàn)，為火星曾經(jīng)適合生命居住觀點提供了支持。
2015年6月18日，“好奇”號探測器在火星隕石樣本中發(fā)現(xiàn)大量甲烷，證明了火星上有微生物存在。
2015年8月6日，“好奇”號探測器傳回的一張照片再度引起UFO愛好者熱議，因火星影像中似乎出現(xiàn)一名擁有長發(fā)與胸部的“外星女性”。根據(jù)照片中的影像，這看起來像是一位披著斗篷的女人，而從其胸前的陰影，可推斷她擁有一對乳房，而在較明亮的部分，可看見她的兩只手臂及長發(fā)。
2015年11月，“好奇”號火星車傳回的圖像顯示，火星疑似存在過“巨大嚙齒動物”。
2016年10月1日，“好奇”號火星車開始了第二次為期兩年的擴(kuò)展任務(wù)，繼續(xù)探索夏普山下半部分。當(dāng)時，火星探測車已經(jīng)向地球傳回了超過180000張圖像。美國航空航天局宣布，該任務(wù)“已經(jīng)實現(xiàn)了其主要目標(biāo)，即確定著陸區(qū)是否曾經(jīng)提供過有利于微生物生命的環(huán)境條件。
2017年2月23日，“好奇”號火星車自著陸以來已經(jīng)行駛了15.63千米。
2017年3月，噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）控制器向“好奇”號火星車的主控電腦上傳了用于牽引力控制的軟件，可幫助火星車根據(jù)其攀爬的巖石調(diào)整車輪速度，以減少來自巖石等障礙物的壓力。
2019年10月，美國航天局表示，“好奇”號火星車在火星蓋爾隕石坑內(nèi)發(fā)現(xiàn)了富含礦物鹽的沉積物，表明坑內(nèi)曾有鹽水湖，顯示出氣候波動使火星環(huán)境從曾經(jīng)的溫潤、潮濕演化為如今冰凍、干燥的氣候。
2021年8月18日，美國航空航天局公布了“好奇”號火星車近期以全景形式拍攝的環(huán)境畫面，當(dāng)時它正在探索位于蓋爾隕石坑中心區(qū)域的夏普山，已工作超過9年。
2021年11月4日，美國國家航空航天局（NASA）戈達(dá)德航天飛行中心的一個國際研究小組利用“好奇”號火星車上的一項新實驗，在火星上發(fā)現(xiàn)了以前未知的有機(jī)化合物。研究結(jié)果發(fā)表于最新一期《自然·天文學(xué)》雜志。
2023年4月，地面工作人員對“好奇”號的軟件進(jìn)行了升級，使火星機(jī)器人能夠更快地行駛，并減少車輪的磨損。
2025年8月11日消息，美國航空航天局（NASA）的“好奇號”火星探測器發(fā)現(xiàn)了一塊類似珊瑚的巖石，而它的存在，恰好證明了火星以前很可能存在液態(tài)水，并且可能曾經(jīng)存在生命。
整體設(shè)計
航天器
航天器是“好奇”號火星探測車在飛出地球大氣層脫離運載火箭飛往火星階段的承載裝置，這個裝置由巡航器、帶有隔熱罩的航空外殼和一個機(jī)械裝置（EDL系統(tǒng)）組成。總質(zhì)量為3893千克，其中EDL系統(tǒng)重2401公斤、巡航器重539公斤、火星車中899公斤。
著陸系統(tǒng)（EDL）
火星車進(jìn)入火星后，其著陸階段的任務(wù)由著陸系統(tǒng)承擔(dān)。由于“好奇”號火星車的質(zhì)量遠(yuǎn)程以往的天問一號，因此無法采取安全氣囊著陸，美國航空航天局選擇了引導(dǎo)式下降和天空起重機(jī)著陸系統(tǒng)來實現(xiàn)火星車的著陸。涉及四個獨立的階段：引導(dǎo)進(jìn)入，降落傘下降，動力下降和空吊著陸。
巡視器——火星車
車身結(jié)構(gòu)
“好奇”號火星車（簡稱：“WEB”）的車身是由6個獨立電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)向輪和車身框架構(gòu)成，主要用于承載和保護(hù)車體內(nèi)搭載的各種設(shè)備。整體是一個類似于箱體的結(jié)構(gòu)，頂部由一個稱為車體設(shè)備甲板（英文： Rover Equipment Deck 簡稱：紅色）的部件封閉。這個類似于箱體的結(jié)構(gòu)，可以控制車的溫度，保證設(shè)備的正常運行。車輪由鋁合金制成，由用于牽引的夾板和用于彈性支撐的彎曲鈦彈簧，兩個前輪和兩個后輪擁有獨立運行的電機(jī)可以支持車輪進(jìn)行360度轉(zhuǎn)向，以及拱形轉(zhuǎn)彎。車輪和車身的連接桿是由鈦合金制成，懸掛系統(tǒng)采用的是類似于以往火星探測車的“搖臂轉(zhuǎn)向架”結(jié)構(gòu)。這種懸掛結(jié)構(gòu)可以使“好奇”號火星車順利越過如巖石等障礙物，也可以穿越超過車輪直徑約50厘米大小的的孔。而整個車身設(shè)計，可以保證車身在45度傾斜內(nèi)的穩(wěn)定，而且火星車內(nèi)部的“故障保護(hù)限制”程序來避免車身傾斜超過30度。
主控電腦
主控電腦相當(dāng)于“好奇”號火星車的大腦，負(fù)責(zé)維持火星車的工作、檢測運行情況、與地面通信交換信息等任務(wù)。“好奇”號火星車的主控計算機(jī)位于車體內(nèi)一個“車載計算元件”（RCE）的模塊內(nèi)，這是一個采用PowerPC750架構(gòu)的抗輻射中央處理器，運算速度達(dá)到200兆赫茲的計算機(jī)，運算速度是“勇氣”號和機(jī)遇號火星探測器計算機(jī)10倍。火星探測車工作時，計算機(jī)通過被稱為“總線”的通信接口來實現(xiàn)與火星車儀器和傳感器數(shù)據(jù)的交換。并通過這個接口，控制電機(jī)、科學(xué)儀器和通信。
此外，火星車還攜帶有一個慣性測量單元（IMU），可以向主控電腦提供火星車所在位置的3軸坐標(biāo)信息協(xié)助火星車進(jìn)行安全導(dǎo)航，以及精確的垂直、水平、左右運動，并估算火星車在火星表面行駛時的傾斜角度。“好奇”號火星車的主控電腦有一主一副兩套組成，其中一套為備用，在另一套主控電腦無法正常工作或休眠時，替代其繼續(xù)指揮火星車的工作。
2023年4月3日-7日，美國航空航天局為“好奇”號火星車進(jìn)行計算機(jī)軟件升級，為其編入了專門用于圖像處理的軟件。
能源裝置
“好奇”號火星探測車的能源由位于車身尾部的放射性同位素動力系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)利用放射性衰變的熱量發(fā)電。該系統(tǒng)采用一個由由陶瓷制成的容器將4.8 千克的二氧化钚容納其中，能夠產(chǎn)生略高于100瓦的電力，以支持火星車的工作。而且，NASA的工程師還為“好奇”號火星車準(zhǔn)備了2個鋰離子可充電電池，保證當(dāng)工作需求電力超過峰值時的正常電力供應(yīng)。
通信系統(tǒng)
“好奇”號火星車與地面的通信依靠它搭載的3根天線，超高頻天線、X波段高增益天線、X波段低增益天線來完成。一般情況下，火星探測車與地面的通信都是依靠超高頻天線（UHF）來完成，UHF發(fā)射無線電借助2001火星奧德賽號和火星勘測軌道飛行器為中轉(zhuǎn)站，實現(xiàn)與地面的通信和信息、圖像資料傳輸，而這其中，火星勘測軌道飛行器是在火星車和地球之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕修D(zhuǎn)站。X波段高增益天線主要用于接收地球的任務(wù)團(tuán)隊的命令，安裝在“好奇”號火星車的尾部中間位置（“背面”），呈六角形，直徑0.3米。X波段低增益天線主要用于接收信號，并以低速率將無線電波傳輸?shù)降厍蛏系纳羁站W(wǎng)絡(luò)天線。
而地面通信系統(tǒng)主要由美國航空航天局的深空網(wǎng)絡(luò)（DSN）負(fù)責(zé)，這是一個國際性網(wǎng)絡(luò)，由三個相距約120度的深空通信設(shè)施組成，分別位于加利福尼亞州的戈德斯通，馬德里，澳大利亞堪培拉。
搭載設(shè)備
工作儀器
機(jī)械臂：“好奇”號火星車上搭載著一支工作機(jī)械臂，類似于人類的手臂一樣，由三個關(guān)節(jié)構(gòu)成，能夠精確地在巖石上伸展、彎曲和傾斜，以實現(xiàn)巖石打磨，拍攝顯微圖像和分析巖石和土壤的元素組成。在機(jī)械臂末端是一個類似十字架的結(jié)構(gòu)，可容納各種可以在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的工具。在這個結(jié)構(gòu)內(nèi)，安裝了5臺設(shè)備，分別是阿爾法粒子X射線光譜儀（APXS）、火星手持鏡頭成像儀（MAHLI）、火星巖石分析收集和處理系統(tǒng)（CHIMRA）、鉆探系統(tǒng)和除塵器（DRT）。
“好奇”號火星探測車的鉆孔系統(tǒng)用和除塵器被稱為DR系統(tǒng)，分為兩部分。鉆孔器是一個直徑約0.63厘米的螺旋沖擊鉆頭，這個鉆頭可以深入巖石層表面以下5厘米，并將巖石樣本粉末化為合適的顆粒，再將這些顆粒沿著螺旋輸送器向樣品處理機(jī)構(gòu)移動，而且，當(dāng)其中一個鉆頭無法正常工作時，在火星車前部的鉆頭盒中還有備用鉆頭。除塵器是一種金屬制成的刷子，可以用于清理巖石表面的灰塵層或者火星車的觀察盤。
相機(jī)：相機(jī)是“好奇”號火星車的重要設(shè)備，火星探測車有17個相機(jī)“眼睛”，分別承擔(dān)火星車的移動和科學(xué)調(diào)查等任務(wù)。具體可分為工程相機(jī)、科學(xué)相機(jī)和降落成像相機(jī)。包括8臺工程避險攝像機(jī)（Hazcams）、4臺工程導(dǎo)航相機(jī)、2臺桅桿相機(jī)（Mastcam）、1臺照相機(jī)（ChemCam）、1臺機(jī)械臂手持鏡頭成像儀（MAHLI）以及1臺下降成像儀（MARDI）。
科研儀器
阿爾法粒子X射線光譜儀（APXS），主要用于測量巖石和土壤中化學(xué)元素的豐富程度，由加拿大航天局提供，美國航空航天局和圭爾夫大學(xué)、MDA太空任務(wù)、加利福尼亞大學(xué)-圣地亞哥分校、康奈爾大學(xué)參與研制。該型光譜儀屬于接觸式儀器，它的傳感器頭類似于一個汽水罐大小，高度靈敏的X射線探測頭被放置在一個鋦源陣列中。APXS需要與機(jī)械臂和火星車中其他儀器相互配合，才能有效的完成任務(wù)。通過對巖石和土壤元素組成的分析，科學(xué)們可以了解到這些材料的形成和演化的過程。
火星手持鏡頭成像儀（MAHLI），是“好奇”號火星車的圖像收集儀器，就相當(dāng)于一個手持顯微攝像機(jī)，主要用于對巖石和土壤中礦物、紋理和結(jié)構(gòu)的顯微成像。具備自動對焦功能，焦距18.3毫米-21.3毫米，到無限遠(yuǎn)處的21.3毫米圖像清晰度高達(dá)1600x1200像素，分辨率達(dá)到了13.9微米/像素。閃存存儲容量大8GB，還有一個128兆的動態(tài)隨機(jī)存儲器（SDRAM）。MAHLI同時裝有白色光源和紫外線光源，使得該儀器白天黑夜都可以正常工作。而且，紫外線還可以幫助檢測碳酸鹽和蒸發(fā)礦物。
火星巖石分析收集和處理系統(tǒng)（CHIMRA），這個工具具有分揀、篩選和分裝樣品的艙室和系統(tǒng)，主要是用于巖石樣本的分類和收集，它有一個類似于翻蓋形勺子的收集器，還可用于收集土壤樣本。工作時通過改變機(jī)械臂“手”的位置來對樣品進(jìn)行分類，同時使用振動裝置將材料移動到內(nèi)部的通道中。振動裝置能夠優(yōu)先選擇合適的份量，以便樣本順利進(jìn)入巖石分析工具（SAM和CheMin）的入口。
火星樣品分析儀(SAM)，這個儀器由美國航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心負(fù)責(zé)研制，由一臺氣象色譜儀、一臺質(zhì)譜儀和一臺可調(diào)諧激光光譜儀組成，主要用于分析由探測器機(jī)械臂收集和傳送的材料樣本以及打起樣本。具有鑒別各種含碳化合物和測定關(guān)鍵元素不同同位素比值的能力。
中子動態(tài)反照率測量儀（RAD），該儀器由俄羅斯聯(lián)邦航天局提供，用以測量地下1米以下的氧氣。
環(huán)境監(jiān)測站（REMS），該儀器由西班牙教育和科學(xué)部提供，主要用于測量大氣壓力，溫度，濕度，風(fēng)和紫外線輻射程度。
輻射探測器（RAD），用以探測火星表面的輻射環(huán)境，相關(guān)數(shù)據(jù)將用于對火星是否存在生命或者是否適合生命生存的評估。
相關(guān)數(shù)據(jù)
運載工具
“好奇”號火星探測器的運載工具為，宇宙神-5號541型運載火箭（阿特拉斯V-541）。該型運載火箭由洛克希德·馬丁公司于1995年開始研制，是“宇宙神”系列火箭之一。設(shè)計用途是向地球同步軌道和低層轉(zhuǎn)移地球同步軌道發(fā)射中型甚至是重型衛(wèi)星。宇宙神-5號系列火箭，一般命名為“宇宙神-5/NXY”，其中N為4-5，表示前隔艙的直徑（米）；X為0-5，表示固體燃料加速器的數(shù)量；Y為1-2，表示第二級發(fā)動機(jī)的數(shù)量。
宇宙神-5號火箭采用的是兩級結(jié)構(gòu)，飛行控制組件分別安裝在第一級和第二級中，其中，第一級火箭的主發(fā)動機(jī)采用的是俄制RD-180火箭發(fā)動機(jī)液體燃料發(fā)動機(jī)，火箭結(jié)構(gòu)和箭身主材料為鋁合金，為了保證火箭的堅固，還設(shè)計了特殊的燃料艙隔板，每個艙都有獨立的地步。為了與下一級對接，又設(shè)計了三類過渡隔艙，主體為圓柱形，重270千克。第一級的飛行控制組件包括：燃料供給系統(tǒng)控制模塊（燃料供給系統(tǒng)組件存在于RD-180發(fā)動機(jī)的油路中，可以保證動力系統(tǒng)穩(wěn)定）、輔助遙測模塊、飛行安全保障系統(tǒng)模塊、兩級陀螺儀（裝備兩級陀螺儀是因為，必須精確跟蹤火箭沿傾斜角與俯仰角的轉(zhuǎn)動，以保障其在飛行中的高度穩(wěn)定性）和蓄電池組，都統(tǒng)一安裝在位于火箭各級頂部外側(cè)的一個集裝箱內(nèi)。
宇宙神-5號的第二級由“半人馬-3”級火箭兩個改進(jìn)型中的一個構(gòu)成，其中，第一個改型外徑為3.05米，配置有一臺RL10A-4-2型發(fā)動機(jī)；另一個改型外徑為3.8米，配置有兩臺RL10A-4-2型發(fā)動機(jī)。半人馬-3”級中安裝的控制系統(tǒng)組件包括：基于1750A處理器的艙載計算系統(tǒng)、基于環(huán)形激光陀螺儀的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換器模塊、主要及輔助遙測模塊、飛行安全保障系統(tǒng)模塊、蓄電池組。它們安裝在火箭該級頂部的儀器艙，發(fā)動機(jī)的啟動和關(guān)閉通過位于油路中的閥門系統(tǒng)實現(xiàn)。
發(fā)射場地
卡納維拉爾角航天軍基地（以下簡稱卡角基地）位于佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角（北緯28.5度，西經(jīng)81度），該基地自然條件較好，平均氣溫22.5攝氏度，全年大部分月份濕度大，平均降雨量為1041.4毫米，最高海拔3.048米。發(fā)射場緯度較低，向東發(fā)射火箭時，可利用地球自轉(zhuǎn)的附加速度，有利于衛(wèi)星入軌。該基地隸屬于美國航天軍第45航天聯(lián)隊，是美國東方實驗靶場的主要部分。自1950年7月首次發(fā)射一枚A-4/WAC“下士”火箭開始，先后承擔(dān)過“宇宙神”火箭、“大力神”火箭、“宇宙神-阿金納”火箭、“偵察兵”火箭、“土星-5”火箭等發(fā)射任務(wù)。
卡角基地幾乎承擔(dān)了美國所有向地球同步軌道的發(fā)射任務(wù)，此外，還承擔(dān)過阿波羅飛船、天空實驗室、不載人行星和行星際探測器、科學(xué)、氣象、通信衛(wèi)星等航天器的發(fā)射任務(wù)。卡角基地的發(fā)射陣地大體上可以分為兩類：其一是從原有導(dǎo)彈發(fā)射陣地改制造而來的，如：19號大力神-雙子星座發(fā)射陣地；其二是專門為航天發(fā)射而造的發(fā)射陣地，如：34號土星1發(fā)射陣地、36號宇宙神-半人馬座發(fā)射陣地、39號土星5發(fā)射陣地等。是美國航宇局的載人與不載人航天器進(jìn)行飛行前試驗、測試、總裝和實施發(fā)射的重要基地。
2011年11月26日，美國東部時間上午10時02分（太平洋標(biāo)準(zhǔn)時間上午7時02分），“好奇”號火星車在卡納維拉爾角41號航天發(fā)射場搭乘宇宙神-5號運載火箭發(fā)射升空。
科學(xué)成果
分析火星土壤
2012年10月，“好奇”號火星探測器利用其“化學(xué)與礦物學(xué)儀器”（CheMin）將對這份樣本進(jìn)行分析，這是“好奇”號首次在火星上研究樣本。儀器將評估火星是否曾經(jīng)具備微生物生存的要素，科學(xué)家還在研究在“好奇”號附近土壤中發(fā)現(xiàn)的淺色物質(zhì)。此前科學(xué)家認(rèn)為這些物質(zhì)是從探測器上掉下的碎片，但后來又認(rèn)為這些物質(zhì)源自火星，可能是另一種礦物質(zhì)，或者是能反射陽光的晶體解理面。
2013年9月26日，美國倫斯勒理工學(xué)院和美國美國航空航天局等機(jī)構(gòu)的研究人員報告稱，他們利用““好奇”號”攜帶的樣本分析儀，將其登陸火星后獲得的第一鏟細(xì)粒土壤加熱到835℃的高溫，結(jié)果分解出水、二氧化碳以及含硫化合物等物質(zhì)，其中水的重量約占2%。“好奇”號”還發(fā)現(xiàn)，火星土壤重氫碳比率與大氣的測量結(jié)果相似，這說明火星表面土壤與大氣存在“廣泛的交互作用”，火星土壤可能像海綿一樣從火星大氣中獲得水分與二氧化碳。
發(fā)現(xiàn)火星湖泊遺跡
2013年12月9日，在《火星蓋爾隕石坑黃刀灣內(nèi)存在適合生存的河湖環(huán)境》一文中，研究者認(rèn)為蓋爾隕石坑曾存在一個適合生物存活的琥珀。分析認(rèn)為，這個琥珀存在于大約36億年前，存續(xù)時間長達(dá)至少數(shù)萬年。火星的這處湖泊具有多個適合生命存活的特點，如其水體平靜，水質(zhì)既不過于偏酸、也不偏咸，且擁有豐富的、維持生物生存所需的化學(xué)成分等。雖然““好奇”號”發(fā)布了如此宜居的地質(zhì)條件，但科學(xué)家依然沒有掌握火星存在遠(yuǎn)古生命的直接證據(jù)。
火星夏普山地形全景圖
2015年4月10日，“好奇”號火星車在火星上工作的第952個火星日期間，利用桅桿相機(jī)（Mastcam）的右相機(jī)紀(jì)錄了夏普山的全景圖像，這張全景圖從左側(cè)的東南偏南的位置到西南偏西的位置。圖像顏色大致是白平衡的，類似于在地球上白天的環(huán)境。在這張圖像上可以看到夏普山的位置、基本輪廓以及地形。2021年9月初，“好奇”號探測器拍攝了一張360度全景照，部分原因是為了幫助“好奇”號在地球上的人類團(tuán)隊了解該處地形并繪制未來可能的路線圖。在這張水平方向壓扁的特色圖像中，“好奇”號拍攝到了火星上令人驚嘆的景象，包括層疊的山丘、紅色的巖石地面、灰色的流沙和布滿沙塵的大氣。
發(fā)現(xiàn)有機(jī)物及甲烷變化規(guī)律
2018年6月8日，《科學(xué)》雜志刊登了4篇文章，記載了兩個新的發(fā)現(xiàn)，其一，人類首次在火星上發(fā)現(xiàn)有利于物質(zhì)保存的硫化物質(zhì)質(zhì)；其二，發(fā)現(xiàn)甲烷濃度隨季節(jié)變化的規(guī)律。這兩個發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步加強(qiáng)了蓋爾撞擊坑在遠(yuǎn)古時期的宜居性，但距離證明火星存在生命仍有較長的一段路要走。除了生命活動之外，一些無機(jī)過程，包括碳質(zhì)小行星和彗星的加入，都有可能在火星上形成或帶來有機(jī)質(zhì)。火星是太陽系由內(nèi)往外數(shù)第四顆行星，屬于類地行星，直徑約為地球直徑的一半，自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期相近，公轉(zhuǎn)一周則花兩倍時間。其橘紅色外表是因為地表被赤鐵礦（氧化鐵）覆蓋，火星被認(rèn)為是太陽系中最有可能存在地外生命的行星。
火星曾經(jīng)是河流星球
2023年10月，美國科學(xué)家在最新一期《地球物理研究快報》雜志上發(fā)表文章稱，在使用數(shù)值模型模擬了數(shù)千年來火星上的侵蝕，發(fā)現(xiàn)火星上常見的火山口樣結(jié)構(gòu)（梯鼻地貌）很可能是古代河床的“殘骸”。這項研究首次利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)、“好奇”號傳回的圖像和墨西哥灣海底數(shù)百萬年沉積的地層的3D掃描圖像，訓(xùn)練計算機(jī)模型，從而繪制出古代火星土壤侵蝕的地圖，為常見火星隕石坑如何形成提供了新見解。表明火星上的大部分隕石坑可能曾經(jīng)是適宜生命居住的河流，火星可能曾經(jīng)是一個河流星球。
火星裂縫可能適合人類生存
2023年1月，科學(xué)家根據(jù)“好奇”號在探測蓋爾隕石坑時獲得的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隕石坑中縱橫交錯的裂縫中，可能充滿了富含水的蛋白石，這可能是人類未來探索火星的重要資源。研究還發(fā)現(xiàn)，巨大的火星地下裂縫網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的水和輻射屏蔽條件，可能比火星地表更適合居住。
從早期地球和火星沉積巖中尋找生命
火星探測車和軌道器數(shù)據(jù)顯示，蓋爾隕石坑和耶澤羅隕石坑含有大于35億年前的無定形二氧化硅、黏土礦物和碳酸鹽礦物（碳酸鎂）等。同樣，地球上最早的生命記錄也發(fā)現(xiàn)于碳酸鹽巖或相關(guān)的沉積相中。通過類比研究地球太古宙碳酸鹽巖、陸相碳酸鹽巖、水合碳酸鎂礦物、陸相硅質(zhì)巖以及碳酸根黏土礦物組合中的生命信號，有助于理解耶澤羅隕石坑沉積的天體生物學(xué)意義。?
在Gale隕石坑觀察到虧損的碳同位素組成
2012年8月—2021年7月間，“好奇號”火星車對Gale隕石坑附近河湖相沉積系統(tǒng)開展了長期探測，共采集和分析了30余個鉆孔樣品，這些樣品均取自Gale隕石坑數(shù)百米地層中不同的巖性單元，代表了該區(qū)域復(fù)雜的演化歷史，為碳同位素研究提供了絕佳機(jī)會。
評價與影響
“好奇”號項目總投資高達(dá)26億美元，是截至2012年最昂貴的火星探測項目，也是美國航天航空局投入較大的一個火星探測項目。因其強(qiáng)大且齊全的載荷裝備被賦予了火星“超級實驗室”的美譽。人們寄希望于“好奇”號可以在計劃瘦沒之內(nèi)的科學(xué)探索中，深入解答“火星是否有過生命”“在遠(yuǎn)古時代是否有適合生存的環(huán)境”等一系列系統(tǒng)性問題的疑問。“好奇”號登陸后，取得了許多重大發(fā)現(xiàn)，對人們認(rèn)識火星、推測火星是否可能存在生命，有著十分重要的價值。
作為一項重大的空間探測工程，好奇號火星車也有著較為廣泛的社會影響，并且通過各種社會活動傳播火星知識，激發(fā)人們探索未來領(lǐng)域的動力。在火星車發(fā)射前，美國航空航天局還在其網(wǎng)站開展了一項電子簽名活動，鼓勵有興趣的網(wǎng)友可以在相應(yīng)的網(wǎng)站上填寫自己的姓名國籍等信息，NASA會返還一個證書，然后將所有參與電子簽名活動網(wǎng)友名字刻錄到一枚電子芯片上。這枚芯片已經(jīng)隨同火星車一起登陸火星。當(dāng)時，全球參與這項活動的網(wǎng)友約有14萬人，其中美國3.8萬，巴西3.4萬，加拿大1.2萬。在“好奇”號火星車登陸火星之后，NASA依托“好奇”號開展了多項科普和互動活動涉及藝術(shù)、英語語言、科學(xué)、數(shù)學(xué)等科目，面向美國的所有年齡段的學(xué)生。分別以圖像、視頻和互動項目展示。而且這個活動不僅依托“好奇”號火星探測器，還包括美國此后發(fā)射的相關(guān)探測器。
參考資料 >
“祝融”“冬眠”，期待下一個春暖花開.中國科學(xué)院.2023-11-08
“好奇號”發(fā)現(xiàn)了什么?.中國空間技術(shù)研究院.2023-11-08
Assembly, Testing, and Shipping.NASA官網(wǎng).2023-11-09
Mars Curiosity Rover.NASA官網(wǎng).2023-11-09
Assembly, Testing, and Shipping.NASA.2023-11-10
“好奇”號成功登陸火星.光明網(wǎng).2023-11-08
“好奇”號登陸火星.每經(jīng)網(wǎng).2026-01-20
Spacecraft.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
“好奇號”發(fā)現(xiàn)了什么?.國家航天局.2023-11-10
人類歷史上火星探測任務(wù)大盤點.國家航天局.2023-11-16
各國探火規(guī)劃出臺，火星探索將迎新高潮.國家航天局.2023-11-16
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
“好奇”號火星漫游車成功在火星表面著陸.中國載人航天工程.2025-04-29
Curiosity (MSL).NASA.2023-11-10
火星巖石樣本中的碳揭示生命秘密.光明科技.2023-11-10
好奇號火星車:追尋火星生命的科學(xué)實驗室.央視網(wǎng).2023-12-07
火星探測的里程碑.光明網(wǎng).2023-12-07
那些年，火星上留下的足跡——火星探測歷程及展望.中國數(shù)字科技館.2023-12-07
Mars Science Laboratory (MSL).NASA.2023-11-16
Curiosity Rover Mission Overview.NASA.2023-11-16
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
任務(wù)時間表摘要.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
Mars Science Laboratory Launch Milestones.NASA.2023-11-10
“一眼”就能把你看透!真有這么神奇的技術(shù)?.中國科學(xué)院.2023-11-10
臺媒：NASA火星照片驚現(xiàn)長發(fā)露胸“女外星人”.鳳凰資訊.2023-11-08
火星疑現(xiàn)嚙齒動物 盤點未來世界七大奇跡.新華網(wǎng).2023-11-10
“好奇”號在火星的第九年，來看新全景圖.西瓜視頻.2023-11-08
NASA“好奇”號在火星上探測到新有機(jī)分子.中國新聞網(wǎng)·科技日報.2023-11-08
哇喔.抖音.2025-08-12
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
Wheels and Legs.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
NASA的好奇號火星車獲得重大軟件升級.NASA.2023-11-10
Electrical Power.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
與地球的通信.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-09
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-09
好奇號火星車上的相機(jī).NASA.2023-11-09
The Cameras on the Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-10
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-09
Mars Curiosity Rover.NASA.2023-11-09
漫話“宇宙神-5”系列運載火箭.國家航天局.2023-11-09
衛(wèi)星軌道.國家航天局.2023-11-09
美國航天發(fā)射中心.中國軍網(wǎng).2023-11-09
馬斯克的火箭是在哪里發(fā)射的?.鳳凰網(wǎng)文化.2023-11-08
卡納維拉爾角空軍基地——美國空天武器試驗場.中國新聞網(wǎng).2023-11-09
NASA的“好奇”號開始分析火星土壤.國家航天局.2023-11-16
Diverse Terrain Types on Mount Sharp, Mars.NASA.2023-11-16
每日天文一圖(北京天文館鏡像).北京天文館.2023-11-16
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PNAS:火星Gale隕石坑觀察到虧損的碳同位素組成.中國科學(xué)院地球科學(xué)研究所.2023-11-16
學(xué)生活動.NASA.2023-11-16