8 月 5 日，NASA 的“火星科学实验室”将抵达火星大气的边缘。这架重达 8,500 磅的航天器将以高达 13,200 英里/小时的速度飞行 3.52 亿英里，但它的真正工作才刚刚开始。在接下来的七分钟里，它将以高达 3,800°F 的温度冲过 80 英里的火星大气层，并自行引导自己突然停止在巨大的盖尔撞击坑中。
MSL 是迄今为止最雄心勃勃的火星项目。它的火星车“好奇号”比它的前代“精神号”和“机遇号”长一倍，重五倍。其 150 平方英里的着陆区比以往任务的着陆区小三分之一，这需要前所未有的精度。而之前的火星车在其三个月的主要任务中只行驶了不到一英里，“好奇号”将在一个火星年的时间内行驶多达 12 英里，一个火星年相当于 687 个地球日。
MSL 的目标是确定火星是否具备——或曾经具备——支持生命所必需的条件。它将通过地外考察任务中最先进的一套科学工具来实现这一目标。然而，MSL 不仅仅是一个火星任务。它也是多项新开发设备和技术的测试，这些设备和技术将推动 NASA 今后几十年的项目，从对木星冰卫星欧罗巴的考察到载人火星任务。
恐怖的七分钟
11 次抵达火星大气的任务中有 5 次在进入、下降和着陆 (EDL) 阶段失败，这就是为什么工程师们将这个过程命名为“恐怖的七分钟”。对于 MSL 任务，研究人员重新思考了航天器如何进行 EDL。他们用更精确的制导进入系统取代了弹道进入，并开发了一种新的着陆方法——空中吊车——这种方法可能成为大型火星车任务的标准。
进入 0 分钟
在开始进入阶段时，MSL 由四个主要组件组成：一个后壳、一个隔热罩、一个下降模块和“好奇号”火星车。在到达火星大气层之前，MSL 将从后壳抛弃两个重 165 磅的钨块。质量的变化将使航天器相对于其行进方向倾斜，产生升力并允许一定的导航控制。MSL 将使用后壳上的八个推进器将其引导至着陆区。在近四分钟的时间里，摩擦力将使 MSL 减速到 1,000 英里/小时，此时航天器将抛弃另外六个配重块，重新平衡其相对于运动的倾斜角度。
下降 4 分钟
一旦 MSL 减速到 900 英里/小时，它将部署一个 51 英尺的尼龙和聚酯纤维降落伞。在一分半钟内，航天器将减速到 180 英里/小时。当 MSL 的雷达显示它距离行星表面 5 英里时，隔热罩将脱落，火星下降成像仪（一个高清摄像头）将开始拍摄视频，科学家们稍后将用它来研究着陆点和周边区域。在隔热罩脱落约 80 秒后，MSL 的后壳将与降落伞一起脱离，只留下下降模块和“好奇号”继续着陆。
着陆 7 分钟
在距离地表约一英里处，下降模块上的八个反推火箭将开始点火，在 40 秒内将 MSL 减速到 1.7 英里/小时。在地表约 65 英尺处，仍然以 1.7 英里/小时的速度行驶，下降模块将开始通过尼龙绳以一种称为空中吊车（sky crane）的机动操作将“好奇号”降低。“好奇号”内的计算机将通过一根线缆“脐带”向下降模块发送指令。一旦火星车着陆，距离地表 25 英尺的下降模块将释放尼龙绳并进行一次飞离，坠毁在北边 500 英尺处。然后，火星车将从 EDL 模式切换到地表模式，并开始其主要任务。
687 天的探索
在其主要任务期间，“好奇号”将记录天气模式，分析大气成分，并测试岩石中的氨基酸、甲烷和其他有机化合物，这些化合物可能表明火星现在或过去存在生命的可能。它还将面临冰冻温度、强风和其他危险，包括沙坑和悬崖。为了应对这些挑战，工程师们建造了新类型的火星车——“好奇号”——它比以往任何航天器都更坚固、更自主，并装载了更多的科学仪器。
电源
为了运行像“好奇号”这样大型且耗能的火星车，工程师们安装了一个核发电机。这个重 100 磅的设备每天将产生 2,700 瓦时的电力——是“精神号”和“机遇号”太阳能电池产量的三倍——其能量来自 10.6 磅的钚-238 的衰变。一个散热系统将发电机产生的废热循环到“好奇号”的两个中央计算机中，在零下 130° 的夜晚为其供暖。
导航
尽管科学家们会为“好奇号”分配特定的路线和任务，但火星车将不得不自主完成大部分目标。为了探测危险，“好奇号”将使用一对安装在桅杆上的立体导航相机和两对安装在车体上的立体鱼眼危险探测相机拍摄 3D 图像。火星车将通过照片识别软件分析这些图像。如果它识别出障碍物，它将确定一条绕过障碍物的安全路线。
目标锁定
为了确定应该钻探哪些岩石，“好奇号”将首先使用其化学与照相机 (ChemCam) 系统进行远程读取。ChemCam 由一个安装在桅杆上的激光器、望远镜和照相机，以及一个位于火星车车体内的光谱仪组成。激光器将向最多 23 英尺外的目标发射一系列红外脉冲。千万瓦的激光脉冲会汽化岩石的微小区域，产生闪光。望远镜将观察这些闪光并将它们传输到光谱仪，光谱仪将分析光的波长以确定岩石类型。如果读数看起来有希望，任务规划者可能会指示“好奇号”在第二天进行钻探。
通信
每天两次，“好奇号”将通过 UHF 无线电将其任务数据发送到自 2006 年以来一直在火星轨道上运行的火星勘测轨道器 (MRO)。MRO 使用数据速率比 UHF 更高 X 波段无线电，将“好奇号”的数据中继给任务专家。（传输到地球需要 8 到 22 分钟。）科学家们将使用“好奇号”的成像和传感数据来规划每日任务。然后，他们将在预定的时间（大约火星时间上午 9:30）通过 X 波段直接将任务发送给火星车。（如何在火星上计时？）
钻探
到目前为止，火星车只能从行星表面刮取样本。但表面最不可能找到有机化合物，因为它们会在太阳辐射中降解。工程师们为“好奇号”配备了一个六英尺长、五关节的机械臂，其末端是一个强大的旋转冲击钻，可以钻入岩石两英寸深。钻头将岩石粉碎成粉末，粉末通过螺纹被输送到一个处理单元。在那里，粉末被筛分成 150 微米，并分配给火星车的科学仪器进行分析。
分析
为了确定火星是否曾经具备有利于生命的条件，“好奇号”将使用两种工具：化学与矿物学 (CheMin) 系统和火星样本分析 (SAM) 仪器。两者都位于火星车车体内，并接收来自机械臂的样本。CheMin 将使用 X 射线衍射和荧光技术扫描样本中在宜居条件下形成的矿物质。SAM 将使用质谱和激光光谱以及气相色谱法扫描样本中的生命必需有机化合物。
好奇号的路径
在审查了 60 个着陆点后，科学家们为“好奇号”任务选择了盖尔撞击坑。火星车将探索撞击坑中一个缓坡山的下部斜坡。特别令人感兴趣的是一个冲积扇，它可能显示出流水迹象，以及含有有机化合物的粘土和硫酸盐沉积物。
