Zatímco v případě evropské sondy Mars Express se jedná o první počin v oblasti výzkumu Marsu, americká NASA se o tuto planetu zajímá dlouhodoběji a od roku 1996 se snaží po každých 26 měsících vypustit další průzkumníky. Sérii zahájil slavný Mars Pathfinder, který na povrchu přistál v roce 1997 a jehož osudy sledovali prostřednictvím internetu milióny lidí po celém světě, a Mars Global Surveyor, který okolo Marsu obíhá dodnes.

Po tomto úspěchu přišlo zklamání, sondy Mars Climate Orbiter a Mars Polar Lander byly v roce 1999 ztraceny. Neúspěch částečně odčinila Mars Odyssey startující v roce 2001. A nyní přichází na řadu dvě totožné sondy Mars Exploration Rover, jednoduše označované jako MER-A a B.

Rover jako polní geolog

Při konstrukci roverů bylo využito řady zkušeností získaných během výpravy Mars Pathfinder. Tato sonda přivezla na Mars malé vozítko zvané Sojourner, které se pohybovalo v okolí místa přistání a analyzovalo složení zajímavých kamenů.

Ve srovnání s tímto 10,5 kg roverem jsou současné MER doslova obři. Každý z nich má hmotnost 170 kilogramů a je vybaven pěti přístroji, přičemž trojice z nich je umístněna na výsuvném rameni. Toto rameno kromě vědeckých přístrojů nese ještě jakousi brusku k odstranění povrchové vrstvy na kamenech a umožní přístrojům zkoumat přímo vlastní materiál horniny.

Jak říká Joy Crisp z JPL: "U Pathfinderu jsme byly frustrováni, protože na řadě kamenů byl prach a zvětralý povrch." Bruska je schopna vyhloubit do kamene kulatý otvor o šířce 4,5 cm a hloubce 0,5 cm.

Každý rover skutečně připomíná svojí výbavou polního geologa. Robotické rameno je schopno vykonávat podobné pohyby jako lidská ruka s loktem a zápěstím. V "pěsti" jsou umístněny vědecké přístroje. Pohyblivost ramene umožní přiložit přístroje do těsné blízkosti zkoumaného objektu.

Geologovu lupu připomíná mikroskopická kamera, která má rozlišení 30 mikrometrů na pixel a pokryje plochu o rozměrech 31 x 31 milimetrů. Geologické kladívko pak nahrazuje už zmíněná bruska. Na rameni se nacházejí ještě dva spektrometry. První z nich bude za pomoci částic alfa a rentgenového záření studovat zastoupení prvků ve zkoumaných horninách. Druhý spektrometr se zaměří na oxidy železa vyskytující se v horninách, které vznikají působením vody.

Do výšky 1,5 metru nad okolní terén se bude z roveru tyčit stožár nesoucí další dva přístroje. Panoramatická stereo kamera má třikrát lepší rozlišení než podobný přístroj na Pathfinderu. Při plném otočení stožáru o 360 stupňů pořídí panoramatický obraz okolí na mozaiku 24000 x 4000 pixelů. Každá z kamer je vybavena osmi filtry a je citlivá ve viditelné a blízké infračervené oblasti elektromagnetického spektra.

Kamery budou sloužit k pořízení mapy nejbližšího okolí a vyhledávání zajímavých kamenů pro detailní studium přístroji na robotickém rameni. Stožár zároveň poslouží jako periskop pro tepelný spektrometr, který je umístněn přímo na těle roveru. Tento přístroj bude zkoumat výskyt minerálů v nejbližším okolí a rovněž studovat zastoupení prachu a vodních par v atmosféře a její teplotu.

Průběh výpravy

Start prvního z roverů MER-A je plánován na 8. června na palubě základní verze rakety Delta II. Startovací okno je pro tuto raketu otevřeno do 16. června. K Marsu by měl rover dorazit 4. ledna 2004. MER-B odstartuje nejdříve 25. června, kdy se otevře další startovací okno. Toto ovšem už vyžaduje silnější verzi Delta II Heavy. Okno se uzavírá 12. července a k příletu druhého roveru k Marsu by mělo dojít 25. ledna příštího roku.

Během přistání obou sond bude využito zkušeností Mars Pathfinderu. Sonda vstoupí do atmosféry přímo z příletové dráhy pod úhlem 11,5 stupně, rychlostí 5,4 kilometrů za sekundu ve výšce 128 kilometrů. Během čtyř minut se sonda v atmosféře zbrzdí na rychlost 430 metrů za sekundu a sestoupí do výšky 8,5 kilometrů. V tento moment se rozvine padák, který dále sníží rychlost sestupu. Po dalších 20 sekundách dojde k odhození tepelného štítu. Deset sekund poté se rover spustí na 20 metrovém laně pod místo upevnění padáku.

Nyní nastává důležitá role radarového výškoměru. Pouhých 8 sekund před dosednutím na povrch se naplní obří airbagy, které vytvoří kolem roveru ochranný kokon. Dvě sekundy poté dojde k zážehu brzdících raket, které zastaví pád. Lano se společně s horní sekcí oddělí a rover spadne z výšky 15 metrů na povrch. Předpokládá se, že ještě několik minut bude po povrchu poskakovat.

Po konečném dosednutí na povrch se rozevřou ochranné panely připomínající okvětní lístky. Pokud bude pro jednu z antén "viditelná" Země, dojde ke spojení přímo s řídícím střediskem, v opačném případě vyčká sonda nejbližšího průletu Mars Odyssey, která poslouží jako retranslační stanice. Prvním úkolem bude pořízení panoramatického snímku okolí a teprve na jeho základě, čtyři nebo pět dnů po přistání, se rozloží kola roveru a ten se vydá do terénu. Během předpokládané 90denní výpravy ujede každý z roverů kolem 1 kilometru.