美国宇航局的火星探测器探索计划迫使工程师想方设法解决新的问题。在众多解决方案中，有的是用于解决之前太空任务出现的问题，如今用来解决地球上的问题。

例如，许多陆地机器和必须由服务人员远程操作的机器。尤其是设备安装在极端的环境下，如寒冷地区或沙漠地区。火星探测器技术在这一领域处于领导地位。适用于地球探索，具体包括柔性电路、迷宫式密封技术和机器人手臂。

火星计划正在进行，接下来的探险计划定于2020年7月，到那个时候，新机器和公共汽车一般大小，将成为有效负载。

从第一批技术原型可以看出，工程师关注的是任务关键系统以及它们之间必需的无缝交互。这些系统包括推进力、电力、通讯、航空电子以及软件等。开发及完善这些核心系统是成功将飞行器航行到其他星球大气中的技术基础。

工程创新正努力迎接火星旅行和火星上执行任务带来的一切挑战。挑战具体包括进入——下降——着陆、自治行星迁移，以及应对恶劣环境，收集样品和反向物流等技术。

二十年探索

第一次成功发送到火星的有效负荷是一个微波炉大小，仅重23磅的物体。旅居者（Sojourner）1997年7月4日在火星着陆，经过长达七个月的旅程，并通过一台颜色立体成像相机带回了火星表面的图像。

旅居者的寿命设计为七个火星太阳日（相当于1.03个地球日），而实际运行时超过预期的12倍。在意料之外的84天时间里，旅居者提供了化学数据以及可视数据。执行任务期间，科学家们和工程师们首先确认了在遇到极限性能挑战和需求时，开发、设计、开始以及运行火星任务的可行性。

美国宇航局受到这一成功案例的鼓舞，扩大了火星探索的范围，提高了火星探索的复杂性。2004年1月，双胞胎探测器Spirit和Opportunity间隔三周着陆。每个有效负载都比旅居者又大又好，与割草机大小差不多，重约400磅。

这些探测器配备了高科技机械手臂和相机系统，首次提供了高分辨率火星表面的全景景观照片。原计划这些任务持续90火星太阳日，实际上也超过了目标寿命。Spirit超过计划者预期的20倍，2009年底滞留在沙地之前，走过4.8英里陡峭的陨石坑和岩石山。与此同时，Opportunity探测器仍然可以运行，在整个星球上旅行超过26英里。

火星探测车必须十分健全，可以自给自足，系统故障、机械故障以及电力故障无法修复，因此任务成功与否只取决于基础工程设计。

例如，自从旅居者号开始，工程师在所有探测器上采用先进的迷宫式密封技术保护齿轮箱免遭火星的沙土破坏，该技术目前已广泛应用于地球。每个迷宫式密封都由许多凹槽组成，像弯曲的小路一样有助于防止沙尘渗透以及旋转部件周围滑油泄露。

电子创新

柔性电路电子材料成为火星探测器驱动系统、全景相机、车载诊断通讯以及机器人探索手臂轻量化与可靠性的关键推动者。这一技术也广泛应用于地球。

设计团队利用聚酰亚胺基柔性电路，使电子信号性能以及机械强度达到最高。设计师们以70码的柔性电路材料代替了传统圆柱导线和电缆束，将关键部件的体积和重量降低了70%。同时又利用聚酰亚胺的韧性处理火星表面的极端温度。

火星2020探索计划会从以往的技术中获益，也将配备新一代导航，具备新的探索能力。同时，地形相对导航系统将在飞船降落期间分析下视图像，对运行区域进行科学优化。