火星车“好奇号” 已经着陆。你知道这一点，是因为你能够上网，而且尽管这次惊心动魄的着陆——发生在周日/周一深夜——却是一个巨大的媒体盛事，而且是理所应当的。美国宇航局刚刚通过一项未经测试的着陆方式，将有史以来最 精密的科学仪器套件 送上了火星表面，这些仪器应该能让我们在另一个星球上获得两年不间断的无与伦比的地质科学研究。这本身就是一个真正令人难以置信的故事。但这并非全部故事。
每一次行星际机器人任务都有其技术上的“第一次”，每一次都对后续任务的设计产生了影响。我们已经从小型的火星车发展到大型的火星车，从高度依赖人类的机器人发展到具有一定自主能力的机器人。在这个早期阶段，我们甚至无法开始理解“好奇号”的科学遗产将是什么，但从技术角度来看，它的遗产已经初具雏形——要看到它，你只需阅读本周的头条新闻。我们可以从“好奇号”的成功着陆中推断出一些将对未来机器人太空探索产生巨大影响的事情。
我们可以将非常大的物体送往以前无法到达的地方
约翰·霍普金斯大学应用物理实验室空间部门首席技术专家罗伯特·戈尔德博士在谈到火星科学实验室（MSL）任务时说：“我认为这是机器人探索界雄心不断膨胀的一个例子。我们从‘漫游者’索杰纳号（Sojourner）开始，它的大小差不多相当于我的公文包。然后我们有了‘勇气号’（Spirit）和‘机遇号’（Opportunity），它们差不多和一张书桌一样大。现在我们有了‘好奇号’——差不多有一辆小汽车那么大。”
“这种进步正在将我们带到一个二十年前人们甚至没有想过的探索层面。”
这种尺寸的增加并非偶然，工程上也并非易事。随着每一次火星火星车和着陆器的任务，航天工程师们不断想出新的方法，将更大的物体和更多的科学仪器送上火星表面，因为前一次任务适用的解决方案通常无法满足新的、更大的载荷。通过 将“好奇号”吊放入盖尔撞击坑底部 的“空中起重机”，尺寸兼容性问题似乎至少暂时得到了解决。
美国宇航局火星探索计划首席科学家兼 MSL 项目科学家迈克尔·迈耶说：“我们希望建立一种能力，将一吨重的物体送上火星表面。因此，一项重要的可推广技术就是整个空中起重机系统，它能够将如此沉重的东西送上地表。整个系统省去了着陆平台的重量，省去了如果着陆器降落在火箭顶部需要用到的坡道——我们剥离了所有不必要的东西，这带来了巨大的回报。它使我们能够将相当重的东西送上火星表面。”
它能否扩展以处理更大的载荷？迈耶说，在没有进行非常仔细的计算和建模的情况下，无法确定，但表面上看，将空中起重机扩大一倍似乎是可行的。扩大十倍呢？也许吧。重要的是，美国宇航局将一吨的物体送到了另一个行星体上。能够准确地将这么多重量放置在太阳系其他地方的设备，可以运送未来的机器人、未来人类栖息地的组件、为机器人舰队供电的能源——可能性突然变得广阔。与美国宇航局以往的大部分着陆技术不同，这是一种有很大增长空间的能力。MSL 项目科学家约翰·格罗茨津格说：“我认为，未来所有着陆的火星任务都将以这种方式进行。”
我们可以更快地进行更多科学研究
像“勇气号”和“机遇号”这样的前几代火星车在其时代是科学的动力引擎，但“好奇号”利用了两项关键技术优势，这些优势自火星探测器任务的最终技术计划确定以来已经真正成熟：自主性和处理能力。自 2003 年 MER 任务启动以来，计算能力一直沿着摩尔定律的预测轨迹稳步提升。但除了原始处理能力的显著提升外，我们还大大提高了优化算法的能力，使其能够完成我们想要的任务，包括做出“决策”。因此，“好奇号”将为我们投入的 25 亿美元带来巨大的科学回报。
“勇气号”和“机遇号”具有一定程度的机器人自主性，但主要局限于导航和决定接下来研究哪些目标。“好奇号”延续了这一点，但其真正令人兴奋的自主性体现在科学仪器本身。“好奇号”将在机载处理大量自身数据，判断哪些信息重要，哪些是统计噪声或其他无用信息。它会将重要信息传回地球上的科学家，并丢弃其余部分，从而减少需要发送到地球的原始、非结构化数据的总量，并节省火星和地面上的时间。
这意味着它将在感兴趣的区域之间更快地移动，并在更短的时间内覆盖更多的科学领域。这种自主性对于未来机器人太空探索至关重要，特别是如果我们想将“好奇号”这样的机器人科学家发送到通信延迟长达数小时的太阳系外围。“好奇号”的系统正在为未来铺平道路。
我们可以在预算较少的情况下进行大型科学研究
火星科学实验室是一项昂贵的任务，估计总花费为 25 亿美元。它原本并没有计划做得如此庞大或昂贵，但随着科学家们在飞船上安装越来越多的科学仪器和功能，它从一个中型任务发展成了一个大型任务。APL 的戈尔德说，不幸的是，鉴于世界各地的科学预算现状，我们不太可能很快看到另一个像 MSL 这样的大型科学任务。任务将不得不变得更小、成本更低才能获得资助。这不是一个理想的局面，但得益于 MSL 的技术贡献（如上所述），这种情况并非无法克服。
格罗茨津格说：“让我们设想一下，我们再也无法进行像 MSL 这样规模的任务了。这并不意味着我们无法以我所说的‘精品任务’的方式继续进行机器人探索。基本上，你是在使用一个更小的平台——而且仍然使用空中起重机着陆——并且你一开始就承认，由于无法承担，你不需要一个全面的有效载荷。”
相反，随着仪器的日益精密、小型化和高保真化（并且随着私人太空发射选项的出现，发射成本有望下降），任务规划者将选择更狭窄的科学目标，以及一两个非常专业、非常灵敏的科学仪器，它们能够以比我们今天使用“好奇号”所能达到的分辨率高得多的分辨率进行科学研究。
然后，我们赋予它们机器人自主性，以尽可能高效地执行科学任务，从而从每次任务中榨取尽可能多的价值。“勇气号”和“机遇号”的寿命远远超过了它们的主要任务寿命，但它们并没有真正变得更快或更聪明——除了偶尔的软件更新，它们基本上就是最初的样子。“好奇号”正在涉足一种可以学习并在任务过程中变得更高效的计算机科学。未来的机器人任务——无论大小——都将借鉴“好奇号”及其在地球上的操作人员的经验并加以运用。我们知道空中起重机能够相对精确地着陆非常巨大的机器人，而且我们知道，随着自主性的提高，我们可以在更短的时间内进行更多的科学研究，从而提高每花费一美元所能获得的科学回报。所有这些加在一起，预示着“好奇号”之后将进行许多重要的太空任务。
戈尔德说：“我认为这项任务就像土星的‘卡西尼号’、水星的‘信使号’、前往冥王星的‘新视野号’一样，是整个趋势中的一项。所有这些任务都需要数年时间来开发，而当它们发射时，其技术已经过时了。但这种进步正在将我们带到一个二十年前人们甚至没有想过的探索层面。”
他不是唯一有这种感觉的人。
迈耶在谈到“好奇号”时说：“我们正在进行的探索水平将为未来的探索设定高标准。我认为这将是行星探索的黄金时代。”
