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所有的科学都始于星际迷航模式：前往无人之境，在事先不知道可能会发现什么的情况下探索新事物。随着研究人员完成初步调查并积累了长长的问题清单，他们转向福尔摩斯模式：制定具体的假设并开发验证方法。火星探索即将进行这种转变。轨道飞行器已经绘制了地理特征和成分的全球地图，着陆器已经拼凑出该行星地质历史的概貌。现在是时候变得更加精细了。
我们的团队基于火星曾经是一个宜居星球的假设，建造了火星科学实验室，也称为好奇号探测器。该探测器携带一个分析实验室，用于验证该假设，并查明我们认为该星球曾经拥有的早期温和环境发生了什么。广义而言，宜居环境拥有水、能量和碳。过去的探测任务侧重于第一个要求，并证实火星曾经拥有——并且偶尔仍然拥有——液态水 [参见 Jim Bell 撰写的“红色星球的水世界”；《大众科学》，2006 年 12 月]。这些任务还发现了地球化学梯度的迹象，这些梯度可以为新陈代谢提供能量。但还没有任何任务发现以可能适合生命的形式存在的碳。
像 20 世纪 70 年代中期的双子座维京号着陆器一样，好奇号携带了一台气体色谱仪/质谱仪，能够感知有机化合物，无论其起源是生物的还是非生物的。然而，与维京号不同的是，好奇号是可移动的，并且降落在一个更有希望的地点。该任务的目的不仅仅是找到碳本身，更重要的是发现如何进行搜索。即使在地球上，我们也不完全确定如何从深层地质记录中搜寻保存下来的生物特征。矛盾的是，使如此多环境适宜居住的特性——水、氧化剂以及化学和温度梯度——也往往会破坏有机化合物。古生物学家已经学会寻找有助于保存的罕见情况，例如有利于极早期矿化的地球化学条件。二氧化硅、磷酸盐、粘土、硫酸盐以及较不常见的碳酸盐都已知会在沉淀时包裹有机物。轨道飞行器已经绘制了好奇号着陆点某些矿物质的地图，这将指导其巡视。