拥有探测车，需要有效载荷。这就是 NASA 目前的状况，它计划在 2020 年发射下一代火星探测车。该探测车有着雄心勃勃的目标，包括寻找红色星球上适宜居住性和生命的迹象，并收集岩石样本以供未来返回地球。现在，NASA 正在邀请科学家提出仪器提案，以帮助航天器完成其任务。
该航天机构于 9 月 24 日发布了一份“机会公告”，呼吁在 12 月 23 日前提交提案。计划提交仪器提案的研究人员必须在 10 月 15 日前提交一份关于其计划的预先通知，称为意向通知。
2020 年探测车的设计将与 2012 年 8 月登陆火星的好奇号探测车非常相似。新型探测车将具有相同的基本主体，称为底盘，并将使用相同的“天空起重机”着陆系统降落到火星表面。但探测车的内部将焕然一新，配备一套超越好奇号能力的仪器套件。
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这些仪器必须完成其科学定义团队在7 月报告中为探测车设定的特定目标，该团队在报告发布后解散。这些目标包括勘察适宜居住的地点，并在那里寻找过去生命迹象的可能性，例如微生物化石和有机物质的富集。探测车的任务还将包括挖掘岩芯样本并将其储存起来，以供未来的航天器取回并返回地球，在那里它们可以在实验室中使用比任何可以发送到火星的仪器更精密的仪器进行研究。
然而，由于样本存储将占用探测车内部的空间，它将无法像好奇号那样携带仪器在火星上分析挖掘出的样本。“好奇号已经搭载了非常高端的仪器，用于在火星表面进行测量，”布朗大学的杰克·马斯塔德说，他是科学定义团队的主席。“即将到来的这辆探测车将可能更好地找到有趣的物质。它在进行远程测量的能力方面有所提升。它不尝试进行任何原位分析”，比如好奇号的火星样本分析 (SAM) 和化学与矿物学 (CheMin) 仪器所做的那样。
但这一决定激怒了一些火星科学家，他们表示，探测车将不得不牺牲过多的仪器空间来缓存样本。“我认为，如果我们要在 2020 年拥有一辆好奇号的复制品探测车，它应该装载仪器来进行原位科学研究，”火星探索倡导非营利组织火星学会的联合创始人兼主席罗伯特·祖布林说。“这辆探测车表示它将拥有 28 公斤的科学仪器。好奇号有 80 公斤。为了实现这种缓存功能，他们将科学有效载荷减少了三分之二，而这种缓存功能可能根本没有任何用处。” 祖布林说，让这些样本的返回依赖于未来未明确的任务在同一地点进行精确的交会和着陆以收集它们，这太碰运气了。
科学定义团队成员表示，2020 年探测车仍然能够进行重要的科学研究，现在启动火星样本返回非常重要。“我认为这次任务在我们学到的东西方面将与好奇号相当，并且拥有未来能够通过将样本带回地球来学习 10 倍以上东西的前景。我们谁也没有在寻找克林贡人，但如果我们能帮助找到一个含有微生物的样本，我们会感到非常兴奋，”约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的斯科特·默奇说，他是该团队的成员。
探测车收集样本以供返回的目标源于国家研究委员会在 2011 年发布的行星科学十年调查的结论。它汇集了数百位科学家的意见，以优先考虑未来十年行星科学界感兴趣的各种科学项目。在所有其他目标之上，包括前往木星迷人的卫星欧罗巴的任务，是将从火星返回地球样本的过程的开始作为目标。
最初，关于 2020 年探测车是否能够开始样本返回过程存在一些疑问。“我们回来后说，‘我们认为在技术上和财政上都有可能做到这一点，并且还能进行出色的科学研究，’”马斯塔德说。“我确信有些人希望我们在尝试找到解决方案时会失败，但我们没有。” 祖布林同意返回火星样本很重要，但他表示，他更倾向于设计一个单一的未来任务，该任务着陆一辆较小的探测车，以收集样本，并配备一辆上升飞行器，以便立即将这些样本带回地球。“我们应该选择最简单、最有效且低风险的方式来获取样本，”他说。“我不认为 2020 年任务是一项样本返回任务，我认为这是一项探测车任务，应该最大限度地发挥其作为探测车任务的有效性，而不是试图冒充样本返回任务。”
反对这一观点的人表示，2020 年探测车将拥有比一辆较小、装备较差且自带返回装置的探测车更强大的工具来寻找更有价值的样本。目前，关于 2020 年探测车的样本将如何以及何时返回地球的问题仍悬而未决。“我们只是说，‘创建缓存。弄清楚你稍后要做什么来把它带回来，’”马斯塔德说。
科学家们希望探测车能找到足够有趣的样本，以激励国会和 NASA 迅速资助一项任务，将样本送回家。“火星在遥远的过去对生命的友好程度方面总是让我们感到惊讶，”默奇说。“如果我们去一个根据数据精心选择的地点，我预计我们有很大的机会在地面上找到一些将被优先带回来的东西。”
NASA 已经开放了人类宇航员可以取回样本的可能性。通过这种方式，2020 年探测车任务可能会为未来载人火星探索奠定基础，这也是 NASA 总部设定的任务的明确目标之一。探测车也将以其他方式为人类做好准备。它将测试利用火星环境和大气层中发现的资源的技术——一个名为原位资源利用 (ISRU) 的项目。至少有一台被选定在探测车上飞行的仪器必须测试利用火星上的资源（如二氧化碳）制造氧气的方法。对于载人任务，氧气将用于生命维持和作为返回家园的火箭燃料。“那是第一步——你需要切断地球和你的航天器之间的联系，”马斯塔德说。其他人说，探测车应该更有雄心，例如，利用土壤和大气层来获取资源。
然而，总的来说，不同类型的仪器有很多回旋余地。华盛顿大学圣路易斯分校的雷·阿维德森预测，它可能有一个彩色立体成像仪，很可能还有一个光谱仪安装在它的直立桅杆上，并且手臂可能装有用于探测表面化学和矿物学的仪器。阿维德森是目前在火星上运行的机遇号探测车的副首席研究员，也是好奇号任务的参与科学家。阿维德森正在为一个名为拉曼光谱仪的仪器提案工作，该仪器将使火星 2020 探测车能够研究火星表面的矿物成分。
尽管许多火星探测车研究领域的大人物可能会参与到新的探测车项目中，但总是有机会让一位拥有非常规想法的新科学家成为任务仪器的首席研究员，阿维德森说。“这取决于社区提交的内容以及新的创新想法是什么。这一切都归结为成本、质量和功率，以及仪器的技术准备程度。我希望会出现一些具有创新想法的新人，这些想法符合这些约束。”
有些仪器最终可能与好奇号上的仪器相似，而另一些则可能大相径庭。竞争可能会很激烈。“我预计某些测量类型会有多个提交，并且可能会有超出我们建议范围的提交，”马斯塔德说。