火星探測車「好奇號」已經降落。你之所以知道這件事，是因為你連著網，也因為這次驚心動魄的著陸——儘管是在周日/週一的深夜進行的——成為了媒體的盛事，而且理所當然地引起了廣泛關注。美國太空總署剛剛通過一次未經測試的著陸操作，將迄今為止搭載在行星探測車上的最尖端科學儀器送到了火星表面。這些儀器將為我們在另一個星球上提供長達兩年的不間斷的、無與倫比的地質科學研究。這本身就是一個令人難以置信的故事。但這並非故事的全部。
每個星際機器人任務都有其技術上的“第一”，每一次都對後續任務的設計產生了影響。我們從小型探測車發展到大型探測車，從高度依賴人類的機器人發展到擁有一定程度自主性的機器人。在現階段，我們甚至無法預知「好奇號」的科學遺產究竟是什麼，但從技術角度來看，它的遺產已經開始顯現——只需看看本週的新聞標題便可知曉。我們可以從「好奇號」的成功著陸中推斷出一些結論，這些結論將對未來的機器人太空探索產生深遠的影響。
我們現在可以把非常大的東西放在以前無法放置的地方。
「我認為這體現了機器人探測領域雄心壯志的不斷拓展，」約翰霍普金斯大學應用物理實驗室太空部門首席技術官羅伯特·戈爾德博士在談到火星科學實驗室（MSL）任務時說道。 「我們最初擁有『旅居者』號火星車（火星探路者任務的一部分），它的大小和我公文包差不多。之後我們有了『勇氣』號和『機遇』號，它們的大小和一張桌子差不多。現在我們有了『好奇』——它的大小和一輛小型汽車差不多。」
“這種進步正將我們帶入一個探索的新境界，這是二十年前人們想都不敢想的。”
尺寸的增大並非偶然，而且工程設計也並非易事。隨著每一次火星探測車和著陸器任務的進行，航太工程師們都在不斷探索新的方法，將更大的物體和更多的科學儀器送上火星表面，因為先前任務行之有效的解決方案通常無法擴展到更新、更大的有效載荷。隨著將「好奇號」火星車送到蓋爾隕石坑底部的空中起重機的出現，可擴展性問題似乎至少暫時得到了解決。
「我們想要建立一種將一噸重的物體送上火星表面的能力，」美國太空總署火星探測計畫首席科學家兼火星科學實驗室（MSL）計畫科學家麥可·邁耶說。 「因此，一項重要的沿用技術就是整套空中起重機裝置，它能夠將如此重的物體送上火星表面。這套系統省去了著陸平台的重量，也省去瞭如果著陸在火箭頂部時需要用來脫離反推火箭的斜坡——我們剔除了所有不必要的部件，這帶來了巨大的收益。它使我們能夠將相當重的物體的斜坡上送上火星表面。」
它能否擴展以處理更大的有效載荷？邁耶表示，不進行非常精確的計算和建模，我們無法斷言，但從表面上看，將「天空起重機」的規模擴大一倍似乎是可行的。擴大十倍？也許可以。重要的是，NASA已經將一噸重的物體送上了另一個行星。如果有一種設備能夠將如此巨大的重量精確地放置在太陽系的其他地方，那麼它就可以運送未來的機器人、未來人類棲息地的部件、為機器人艦隊提供動力的能源——各種可能性突然變得無限廣闊。與NASA以往的大多數著陸技術不同，這項技術具有很大的發展空間。火星科學實驗室（MSL）計畫科學家約翰·格羅辛格談到“天空起重機”時說：“我認為未來所有火星著陸任務都將採用這種方式。”
我們可以更快地進行更多科學研究。
先前的火星探測車，例如“勇氣號”和“機會號”，在當時都是科學領域的佼佼者，但“好奇號”利用了兩項關鍵技術優勢，這兩項優勢自火星探測漫遊車最終技術方案確定以來才真正得以充分發揮：自主性和處理能力。自2003年火星探測漫遊車（MER）任務發射以來，運算能力一直遵循摩爾定律穩定提升。但除了原始處理能力的顯著增強之外，我們還更擅長優化演算法，使其能夠完成我們想要的任務——包括做出「決策」。因此，「好奇號」將為我們帶來遠超過25億美元的科學回報。
「勇氣號」和「機遇號」火星車都配備了一定程度的自主系統，但主要限於導航和決定下一步的研究目標。 「好奇號」火星車在此基礎上更進一步，但其真正令人興奮的自主性體現在科學儀器本身。 「好奇號」將自行處理大量數據，判斷哪些數據重要，哪些數據是統計雜訊或其他無用資訊。它會將重要數據傳回地球，丟棄其餘數據，從而減少必須傳回地球的原始、非結構化數據的總量，節省火星和地面觀測的時間。
這意味著它能在感興趣的區域之間更快地移動，並在更短的時間內完成更多的科學探索。這種自主性對於未來的機器人太空探索至關重要，尤其是在我們未來計劃將像「好奇號」這樣的機器人科學家送往外太陽系的情況下，因為在外太陽系，機器人與地球之間的通訊延遲可能長達數小時。 「好奇號」的系統正在為此鋪平道路。
我們可以用更少的預算進行大型科學研究
火星科學實驗室（MSL）是一項耗資巨大的任務，估計總成本高達25億美元。它最初的規模和成本從未預料到會如此龐大，但隨著科學家們不斷為其搭載越來越多的科學儀器和功能，它從一個中等規模的任務發展成為一個巨型任務。應用物理實驗室（APL）的戈爾德表示，不幸的是，鑑於全球科學預算的現狀，我們不太可能在短期內看到另一個像MSL這樣的大型科學任務。為了獲得資金，任務規模必須縮小，成本必須降低。這並非理想局面，但得益於MSL的技術貢獻（例如上文提到的），這種情況並非無法克服。
「假設我們再也無法進行像火星科學實驗室（MSL）那樣大規模的任務了，」格羅辛格說。 「但這並不意味著我們不能繼續以我稱之為『精品任務』的方式利用火星探測車進行機器人探索。你基本上就是使用一個更小的平台——順便說一句，你仍然要用空中起重機把它降落——並且一開始就承認你不需要攜帶全面的有效載荷，因為你負擔不起。”
相反，隨著儀器變得更加精密、小型化和高精度（並且隨著私人太空發射選擇的出現，發射成本有望下降），任務規劃者會選擇更狹窄的科學目標，以及一兩台非常專業、非常靈敏的科學儀器，以比我們今天即使使用“好奇號”火星車所能達到的更高的分辨率進行科學研究。
然後，我們賦予它們自主運作能力，讓它們盡可能有效率地執行科學任務，從而最大程度地發揮每次任務的價值。 「勇氣號」和「機會號」的壽命遠遠超過了它們的主要任務期限，但它們的運行速度和智能程度並沒有真正提升——除了隨著時間的推移進行的一些軟體更新之外，它們基本上保持不變。 「好奇號」正在探索一種電腦科學，它能夠隨著任務的推進而不斷學習並提高效率。未來的機器人任務——無論大小——都將借鏡「好奇號」及其地球上的操控人員所學到的知識並加以發展。我們知道，空中起重機能夠相對精確地著陸即使是巨大的機器人，我們也知道，隨著自主性的提高，我們可以在更短的時間內完成更多的科學研究，從而提高每一美元投入的科學回報。所有這些都預示著未來「好奇號」之後進入太空的各項任務將取得巨大的成就。
「我認為這項任務實際上是卡西尼號土星探測器、信使號水星探測器、新視野號冥王星探測器等一系列任務發展趨勢的一部分——所有這些任務都需要數年時間研發，等到發射時，它們的技術可能已經過時了，」戈爾德說。 “但這種進步正將我們帶到一個探索的新高度，這是二十年前人們想都不敢想的。”
持有這種觀點的人並非只有他一個人。
「我們目前的探索水平將為未來的探索樹立很高的標準，」邁耶在談到「好奇號」火星車時說道。 “我認為這將被視為行星探索的黃金時代。”
