Łazik

W pewnym sensie, części łazika Mars Science Laboratory będą miały podobne funkcje co części ludzkiego ciała. Łazik składa się z:

  • korpusu, czyli struktury, która chroni jego “najważniejsze organy”;
  • mózgu, czyli komputerów, które przetwarzają informacje;
  • regulatorów temperatury: grzejników wewnętrznych, warstwy izolacyjnej itd.;
  • “szyi i głowy”, czyli masztu, na którym będą umieszczone kamery, dzięki czemu łazik będzie miał pole widzenia podobne do ludzkiego;
  • oczu i innych “zmysłów”, czyli kamer i urządzeń, które udzielą łazikowi informacji na temat otoczenia;
  • ramienia, zwiększy ono jego zasięg interakcji z otoczeniem i pozwoli pobrać próbki skał do analizy;
  • kół i „nóg”, czyli układu jezdnego;
  • źródeł zasilania, czyli baterii i generatora;
  • narządów komunikacyjnych - anten służących do “mówienia” i “słuchania.”

Korpus

Za korpus łazika można uznać WEB, czyli Warm Electronics Box. Można je porównać do karoserii samochodowej - jest to wytrzymałe poszycie, które chroni komputery i elektronikę (mózg i serce łazika) oraz utrzymuje je w odpowiedniej temperaturze.
Ponad WEB znajduje się  pokład wyposażenia (Rover Equipment Deck). Dzięki takiemu rozwiązaniu łazik przypomina trochę kabriolet – pokład wyposażenia może zostać rozsunięty, aby z WEB mogły się wysunąć maszt oraz kamery łazika, dzięki którym będzie on robić zdjęcia powierzchni i obserwować otoczenie.

Mózg

W przeciwieństwie do mózgów ludzi i zwierząt, mózg łazika, czyli główny komputer, znajduje się wewnątrz „korpusu,” w module RCE (Rover Compute Element). Interfejsem telekomunikacyjnym umożliwiający wymianę danych pomiędzy komputerem głównym i przyrządami oraz czujnikami łazika jest standardowa magistrala przemysłowa.

Pamięć lepsza niż kiedykolwiek

Specjalne kości pamięci, odporne na promieniowanie kosmiczne, zabezpieczać będą programy i dane przed przypadkowym wykasowaniem w nocy, kiedy łazik jest wyłączony. Pamięć pokładowa łazika to 256 MB DRAM, 2 GB pamięci Flash z funkcją wykrywania i naprawy błędów oraz 256 kB  EEPROM. W porównaniu do pamięci pokładowej łazików Spirit i Opportunity to osiem razy więcej.

Lepsze “nerwy” dla większej równowagi

Łazik wyposażony jest w trójosiowy bezwładnościowy układ pomiarowy IMU (Inertial Measurement Unit), który pozwala mu wykonywać precyzyjne ruchy pionowe, poziome i boczne (odchylanie). Układ ten ułatwia bezpieczne przemieszczanie się i pozwala ocenić stopień nachylenia łazika podczas jego wędrówek po powierzchni Marsa.

Monitorowanie „zdrowia”

Tak jak ludzkie mózgi, komputery łazika rejestrują jego stan zdrowia, temperaturę i inne parametry niezbędne do „życia”. W tym wypadku „życie” oznacza, że łazik może on porozumiewać się z Ziemią przez cały czas trwania misji na powierzchni że jest stabilny termicznie (nie za ciepły i nie za chłodny). Komputer pokładowy będzie okresowo sprawdzał temperaturę, zwłaszcza w „korpusie” łazika, reagował jeśli stwierdzi że możliwe jest przegrzanie, rejestrował dane o wytwarzaniu i magazynowaniu energii podczas danego dnia marsjańskiego, a także planował i przeprowadzał kolejne sesje łączności z Ziemią.

Używanie “mózgu” do komunikacji

Czynności takie jak robienie zdjęć, jazda i obsługiwanie przyrządów będą przeprowadzane według poleceń przesłanych do łazika przez zespół na Ziemi. Przez cały czas łazik będzie sporządzał raporty dotyczące stanu technicznego, operacji porządkowych, telemetrii i zdarzeń okresowych, które będą przechowywane w jego pamięci do momentu, gdy zespół będzie ich potrzebował.

Łazik ma dwa “komputerowe mózgi,” z których jeden jest uśpiony. W przypadku jakichkolwiek problemów można go obudzić, żeby przejął kontrolę nad łazikiem i kontynuował misję.

“Oczy” i inne “zmysły”

Łazik ma pięć par “oczu”: sześć kamer inżynieryjnych ułatwiających nawigację i cztery kamery naukowe. Każda z kamer przystosowana jest do wykonywania konkretnego zadania:

Cztery kamery służące do unikania niebezpieczeństw (Hazard Avoidance Cameras – Hazcams):

Czarno-białe kamery umieszczone są nisko na przedzie i z tyłu łazika. Będą one wykorzystywać zwykłe spektrum światła widzialnego dla ludzkiego oka i rejestrować trójwymiarowe obrazy, dzięki którym łazik nie zgubi się i  nie wjedzie na niespodziewanie przeszkody. Kamery współpracują z oprogramowanie umożliwiającym łazikowi podejmowanie decyzji i „samodzielne myślenie” w zakresie bezpiecznej nawigacji.

Każda z kamer ma szerokie pole widzenia, wynoszące 120 stopni. Dzięki powstałym obrazom łazik może określić kształt terenu na odległość 3 metrów i szerokość 4 metrów. Kamery potrzebują tak szerokiego kąta widzenia, ponieważ w przeciwieństwie do ludzkich oczu nie mogą poruszać się niezależnie - umieszczone są bezpośrednio na „korpusie” łazika.

Dwie kamery nawigacyjne (Navigation Cameras – Navcams):

Czarno-białe kamery umieszczone na maszcie również wykorzystają promieniowanie optyczne do robienia panoramicznych zdjęć trójwymiarowych. Zespół kamer nawigacyjnych składa się z dwóch kamer stereofonicznych, każda z 45-stopniowym polem widzenia, które pomogą naukowcom i inżynierom  zaplanowanie nawigacji powierzchniowej. Będą one współpracować z kamerami Hazcams dostarczając pełnego obrazu terenu.

Dwie kamery naukowe (MastCam, ChemCam):

Kamera masztowa (Mast Camera) wyposażona w obiektyw zmiennoogniskowy będzie robić zdjęcia kolorowe, trójwymiarowe zdjęcia stereoskopowe i kręcić kolorowe filmy przedstawiające powierzchnię Marsa.

Podobnie do kamer umieszczonych na łazikach misji Mars Exploration Rovers, które wylądowały na Czerwonej Planecie w 2004 roku, konstrukcja kamery MastCam składa się z dwóch identycznych systemów kamer umieszczonych na maszcie wysuwającym się z pokładu łazika Mars Science Laboratory. Kamery działają jak ludzkie oczy – każda z nich odbiera minimalnie różne obrazy, co umożliwia widzenie stereoskopowe.

Urządzenie do zdalnej detekcji składu chemicznego i mikrofotografii powierzchni próbek (Laser-Induced Remote Sensing for Chemistry and Micro-Imaging) przy użyciu wiązki laserowej zbada skład chemicznym odparowanego materiału pochodzącego z powierzchni skał i gleb marsjańskich mniejszych niż 1 milimetr. Pokładowy spektrometr dostarczy szczegółów o minerałach i makrobudowie w skałach przez zmierzenie składu chemicznego powstałej w ten sposób plazmy – niezwykle gorącego gazu złożonego z jonów swobodnych i elektronów.

Kamera do wykonywania zdjęć i filmowania podczas fazy zniżania (Mars Descent Imager - MARDI):

Inżynierowie, którzy pracowali nad misją Mars Exploration Rover mogli dowiedzieć się, jak łaziki Spirit i Opportunity „widzą” powierzchnię Marsa podczas zbliżania się do niego dzięki kamerze DIMES (Descent Image Motion Estimation System), która w razie potrzeby korygowała lot statku kosmicznego za pomocą rakiet hamujących. Mars Science Laboratory będzie wyróżniać się jeszcze bardziej zaawansowanym systemem wizualnym. Kamera MARDI zarejestruje film o wysokiej rozdzielczości z szybkością pięciu klatek na sekundę w trybie „true color” – tak, jakby widziały ludzkie oczy.

Kamera zarejestruje nie tylko niesamowity film, ale zbierze także dane, które pozwolą naukowcom i inżynierom na obserwację procesów geologicznych, zbadanie profilu wiatru poziomego, stworzenie szczegółowych planów geomorfologicznych, ciągów poligonowych oraz map plastycznych rejonu lądowania.

Kamera mikroskopowa (Mars Hand Lens Imager – MAHLI):

Kamera mikroskopowa MAHLI jest nowym urządzeniem, które umożliwi geologom na Ziemi przyjrzenie się elementom marsjańskiej rzeźby terenu mniejszym niż średnica ludzkiego włosa, rejestrując szczegółowe zdjęcia minerałów, tekstur i struktur tamtejszych skał oraz powierzchniowej warstwy gruzu skalnego i pyłu.

Ramię

Zrobotyzowane ramię trzyma i porusza przyrządami, które pomogą naukowcom przyjrzeć się bliżej marsjańskim skałom i glebie. Dzięki trzem stawom – ramieniowym, łokciowym i nadgarstkowym – ramię ma ruchomość ludzkiego ramienia, co umożliwi rozstawianie aparatury naukowej, przechylanie jej i ustawianie pod dokładnym kątem przy skałę.

Zrobotyzowane ramię będzie wykonywać czynności, które normalnie wykonują geologowie: rozkruszanie warstw skalnych, obrazy mikroskopowe, analizowanie składu pierwiastkowego skał i gleby.

Ramię zakończone jest obrotową wieżyczką w kształcie krzyża podobną do ręki. Wyposażona jest ona w pięć przyrządów obracających się o 350 stopni: spektrometr cząstek alfa i promieni rentgenowskich (Alpha Particle X-ray Spectrometer), kamerę mikroskopową (Mars Hand Lens Imager) oraz w przyrządy związane z pobieraniem i przygotowaniem próbek geologicznych.