火星科学研究所

宇宙船の飛行システムは、打ち上げ時に質量が3,893 kg (8,583 lb)で、地球・火星燃料の巡航ステージ( 539 kg (1,188 lb) )、突入・降下・着陸 (EDL) システム (着陸用推進剤390 kg (860 lb)を含む2,401 kg (5,293 lb) ) 、および統合された機器パッケージを備えた移動式ローバー ( 899 kg (1,982 lb))で構成されていた。^{[ 1 ] [ 27 ]}          

MSL探査機には宇宙飛行専用の機器が搭載されているほか、火星への宇宙飛行中には探査車に搭載されている機器の一つである放射線評価検出器（RAD）も利用される。

• MSL EDL 機器 (MEDLI): MEDLI プロジェクトの主な目的は、空力熱環境、地表下の耐熱シールド材料の反応、機体の姿勢、および大気密度を測定することです。^{[ 28 ]} MEDLI 計測機器一式は、MSL 突入機の耐熱シールドに設置されました。取得されたデータは、火星大気モデルを検証し、将来の火星ミッションにおける着陸機の設計マージンを明確にするための測定された大気データを提供することで、将来の火星ミッションを支援します。MEDLI 計測機器は、MEDLI 統合センサー プラグ (MISP)、火星突入大気データ システム (MEADS)、およびセンサー サポート エレクトロニクス (SSE) の 3 つの主要なサブシステムで構成されています。

キュリオシティ探査車は質量が899kg （1,982ポンド）で、 6輪のロッカーボギーシステムにより時速90m（300フィート）まで移動でき、多目的放射性同位体熱電発電機（MMRTG）で駆動し、XバンドとUHFバンドの両方で通信​​を行う。    

• コンピュータ: 2 台の同一のオンボード ローバー コンピュータは「ローバー コンピュート エレメント」(RCE) と呼ばれ、宇宙からの極度の放射線に耐え、電源のオンオフサイクルから保護するために耐放射線メモリを搭載しています。各コンピュータのメモリには、256 KBのEEPROM、256 MBのDRAM、および 2 GBのフラッシュ メモリが含まれています。^{[ 29 ]}これは、火星探査ローバーで使用されている3 MB の EEPROM、128 MB の DRAM、および 256 MB のフラッシュ メモリと比較されます。 ^{[ 30 ]}      

RCE コンピュータは、 200 MHzで動作するRAD750 CPU (火星探査ローバーで使用されているRAD6000 CPUの後継) を使用しています。 ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]} RAD750 CPU は最大 400 MIPSの処理能力を持ち、RAD6000 CPU は最大 35 MIPS の処理能力を持ちます。^{[ 34 ] [ 35 ]}搭載されている 2 台のコンピュータのうち、1 台はバックアップとして構成されており、メイン コンピュータに問題が発生した場合に引き継ぎます。^{[ 29 ]}   

ローバーには、ローバーのナビゲーションに使用される位置の 3 軸情報を提供する慣性計測装置 (IMU) が搭載されています。^{[ 29 ]}ローバーのコンピュータは、ローバーの温度を調整するなど、ローバーの動作を維持するために常に自己監視を行っています。^{[ 29 ]}写真撮影、走行、機器の操作などの活動は、飛行チームからローバーに送信されるコマンド シーケンスで実行されます。^{[ 29 ]}

ローバーのコンピュータは、Wind River Systemsのリアルタイム オペレーティングシステムであるVxWorks を実行しています。火星への旅の間、VxWorks はミッションのナビゲーションと誘導フェーズ専用のアプリケーションを実行し、また、突入、降下、着陸の複雑さを処理するための事前プログラムされたソフトウェア シーケンスも実行しました。着陸後、アプリケーションは表面での走行と科学活動を実行するためのソフトウェアに置き換えられました。^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

• 通信:キュリオシティには冗長性のために複数の通信手段が備えられています。NASAディープスペース ネットワーク^{[ 39 ]}を介して地球と直接通信するためのX バンド小型深宇宙トランスポンダと、火星周回衛星と通信するためのUHFエレクトラライトソフトウェア定義無線機^{[ 27 ] : 46 です}。X バンド システムには、15 W のパワー アンプを備えた無線機 1 台と、2 つのアンテナがあります。1 つは、ローバーの向きに関係なく、非常に低いデータ レート (最大範囲で 15 ビット/秒) で地球と通信できる低利得無指向性アンテナ、もう 1 つは、最大 32 kbit/秒の速度で通信できますが、方向を合わせる必要がある高利得アンテナです。UHF システムには、1 つの無指向性アンテナを共有する無線機 2 台 (送信電力は約 9 W ^{[ 27 ] : 81} ) があります。これは、火星偵察オービター（MRO）および2001火星オデッセイオービター（ODY）とそれぞれ最大2 Mbit/sおよび256 kbit/sの速度で通信できますが、各オービターは1日に約8分間しかキュリオシティと通信できません。 ^{[ 40 ]}オービターはより大きなアンテナとより強力な無線機を備えており、ローバーが直接行うよりも速く地球にデータを中継できます。そのため、キュリオシティ（MSL） から返されるデータのほとんどは、MROおよびODYとのUHF中継リンクを介しています。最初の10日間のデータ返送量は、1日あたり約31メガバイトでした。      

通常、15分（900秒）の送信ウィンドウ中に、 1～2kbit/sのデータレートで、225kbit/日のコマンドが地球から直接ローバーに送信されますが、ローバーによって収集された大量のデータは衛星中継を介して返送されます。 ^{[ 27 ]： 46} 地球との片道通信の遅延は、惑星の相対位置によって4～22分まで変化し、平均は12.5分です。^{[ 41 ]} 

着陸時には、 2001年火星探査機オデッセイ、火星偵察探査機、およびESAの火星エクスプレスによってテレメトリーが監視された。オデッセイはUHFテレメトリーをリアルタイムで地球に中継することができる。中継時間は2つの惑星間の距離によって異なり、着陸時には13分46秒かかった。^{[ 42 ] [ 43 ]}

• 移動システム:キュリオシティは、小型の前身機とは異なり、車両の着陸装置としても機能するロッカーボギーサスペンションに6つの車輪を備えています。 ^{[ 44 ] [ 45 ]}車輪は、以前のローバーで使用されていたものよりもかなり大きく（直径50センチメートル（20インチ））、各車輪にはクリートがあり、独立して作動およびギアリングされているため、柔らかい砂地を登ったり、岩の上をよじ登ったりすることができます。4つのコーナーホイールは独立して操舵できるため、車両はその場で旋回したり、弧を描くように旋回したりできます。^{[ 27 ]}各車輪には、トラクションを維持し、火星の砂の表面にパターン状の軌跡を残すのに役立つパターンがあります。このパターンは、搭載カメラによって移動距離を判断するために使用されます。パターン自体は「 JPL 」のモールス信号（•−−− •−−• •−••）です。^{[ 46 ]}重心に基づくと、車両は転倒することなくあらゆる方向に少なくとも50度の傾斜に耐えることができますが、自動センサーにより、ローバーの傾斜は30度を超えないように制限されます。^{[ 27 ]} 

楽器

一般的な分析戦略は、高解像度カメラで関心のある特徴を探すことから始まります。特定の表面に関心がある場合、キュリオシティは赤外線レーザーでその表面のごく一部を蒸発させ、結果として生じるスペクトルシグネチャを調べて岩石の元素組成を調査することができます。そのシグネチャが興味深い場合、探査車は長いアームを使って顕微鏡とX線分光計を振り上げてさらに詳しく調べます。試料がさらなる分析を必要とする場合、キュリオシティは岩に穴を開け、粉末状のサンプルを探査車内部のSAMまたはCheMin分析ラボに送ることができます。^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

• アルファ粒子X線分光計（APXS）：この装置は、試料にアルファ粒子を照射し、再放出されたX線のスペクトルをマッピングする
• CheMin： CheMinは「化学と鉱物学」の略で、 X線回折およびX線蛍光分析装置です。 ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}岩石や土壌中に存在する鉱物を識別および定量化し、それによってそれらの形成、堆積、または変質における水の関与を評価します。 ^{[ 51 ]}さらに、CheMinデータは、潜在的な鉱物バイオシグネチャー、生命のエネルギー源、または過去の居住可能な環境の指標の探索に役立ちます。 ^{[ 50 ] [ 51 ]}
• 火星サンプル分析（SAM）： SAM機器群は、大気サンプルと固体サンプルの両方から有機物とガスを分析します。 ^{[ 48 ] [ 49 ]}これには、火星の大気中の二酸化炭素（CO2）とメタン（CH4）の酸素と炭素の同位体比が_含まれ、_それらの地球化学的起源か生物学的起源かを区別します。 ^{[ 48 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]}

• 放射線評価検出器(RAD)：この機器は、MSL の 10 個の機器のうち最初に電源が投入されたものです。火星への航行中および火星表面で、火星環境で遭遇する広範囲の放射線を特徴づけました。打ち上げ後に電源が投入され、太陽によって引き起こされるいくつかの放射線スパイクを記録しました。 ^{[ 57 ]} NASA の科学者は、火星への有人ミッションは、地球から火星への移動中に RAD によって検出された高エネルギー粒子放射線のために、大きな放射線リスクを伴う可能性があると報告しました。 ^{[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]}

• 中性子の動的アルベド(DAN):火星表面またはその近傍の水素、氷、水を測定するためのパルス中性子源および検出器^{。 [ 61 ] [ 62 ]} 2012年8月18日 (火星日12 ) に、ロシアの科学機器 DAN が稼働を開始し、 ^{[ 63 ]}火星表面でのロシアとアメリカの協力の成功と、火星 3 号が40 年以上前に送信を停止して以来、火星表面で稼働する最初のロシアの科学機器となりました。 ^{[ 64 ]}この機器は、地下水を検出するように設計されています。 ^{[ 63 ]}
• ローバー環境モニタリングステーション（REMS）：スペインとフィンランドが提供する気象パッケージと紫外線センサー。 ^{[ 65 ]}湿度、気圧、温度、風速、紫外線放射を測定します。 ^{[ 65 ]}
• カメラ:キュリオシティには合計 17 台のカメラが搭載されています。^{[ 66 ]} 12 台のエンジニアリング カメラ (Hazcam と Navcam) と 5 台の科学カメラです。MAHLI、MARDI、および MastCam カメラは、 Malin Space Science Systemsによって開発され、オンボードの電子画像処理ボックス、1600×1200 CCD、RGB ベイヤー パターン フィルターなど、共通の設計コンポーネントを共有しています。^{[ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}
  • MastCam：このシステムは、2台のカメラで複数のスペクトルと真の色彩イメージングを提供します。
  • 火星ハンドレンズイメージャー（MAHLI）：このシステムは、探査車に搭載されたロボットアームに取り付けられたカメラで構成されており、岩石や土壌の微細な画像を撮影するために使用されます。照明には白色LEDと紫外線LEDが用いられています。
• ChemCam:ロジャー・ウィーンズが設計したこのリモートセンシング機器システムは、火星表面を最大10メートル離れた場所から侵食し、地表を構成するさまざまな成分を測定するために使用されます。^{[ 73 ]}搭載機器には、惑星科学で使用される初のレーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）システムと、キュリオシティの5番目の科学カメラであるリモートマイクロイメージャー（RMI）が含まれています。RMIは、0.02ラジアン（1.1度）の視野で1024×1024の解像度の白黒画像を提供します。^{[ 74 ]}これは、35mm カメラの1500mmレンズにほぼ相当します。

• 火星降下イメージャー（MARDI）：火星表面への降下中、MARDIは、 高度3.7 kmでの耐熱シールド分離前から着陸後数秒まで、1秒間に4枚のカラー画像を1600×1200ピクセル、露光時間0.9ミリ秒で取得しました。これにより、降下過程における探査車の動きに関する工学的情報と、探査車のすぐ周囲の地形に関する科学的情報が得られました。NASAは2007年にMARDIの計画を中止しましたが、Malin Space Science Systemsは自社のリソースで提供しました。^{[ 75 ]}着陸後、表面を1ピクセルあたり1.5 mm（0.059インチ）の解像度で撮影することができ、 ^{[ 76 ]}これらの着陸後の最初の写真は2012年8月27日（火星日20日目）までに撮影されました。^{[ 77 ]}  
• エンジニアリングカメラ：モビリティをサポートするカメラがさらに12台あります。
  • 危険回避カメラ（ハズカム）：探査車には、四隅それぞれに一対の白黒ナビゲーションカメラ（ハズカム）が搭載されています。 ^{[ 78 ]}これらは、車輪の下に入り込もうとしている潜在的な障害物をクローズアップで映し出します。
  • ナビゲーションカメラ（ナビカム）：探査車は、地上ナビゲーションをサポートするために、マストに取り付けられた2組の白黒ナビゲーションカメラを使用します。^{[ 78 ]}これらは、前方の地形をより遠くから見ることができます。

2008 年 11 月までに、ハードウェアとソフトウェアの開発の大部分が完了し、テストが継続されました。^{[ 81 ]}この時点で、コスト超過は約 4 億ドルでした。打ち上げ日に間に合わせるため、いくつかの機器とサンプル用のキャッシュが取り外され、他の機器とカメラが簡素化されて、ローバーのテストと統合が簡素化されました。^{[ 82 ] [ 83 ]}翌月、NASA はテスト時間が不十分だったため、打ち上げを 2011 年後半に延期しました。^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]}最終的に、ローバーの開発コストは 24 億 7000 万ドルに達しました。これは、当初最大予算 6 億 5000 万ドルの中コスト ミッションに分類されていたローバーのコストですが、NASA は計画されていた 11 月の打ち上げに間に合わせるために、さらに 8200 万ドルを要求する必要がありました。2012 年時点で、プロジェクトは 84% の超過に見舞われました。^{[ 87 ]}

MSLは2011年11月26日にケープカナベラルからアトラスVロケットで打ち上げられた。 ^{[ 88 ]} 2012年1月11日、探査機は3時間にわたるスラスタエンジンの噴射で軌道を改良し、ローバーの着陸時間を約14時間早めた。MSLが打ち上げられた当時、プログラムの責任者はNASA惑星科学部門のダグ・マククイションであった。^{[ 89 ]}

キュリオシティは2012年8月6日05:17:57.3 UTCにゲール・クレーターに無事着陸し^{[ 3 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} 、ハズカム画像を送信して姿勢を確認した^{[ 11 ]}。着陸時の火星と地球の距離と無線信号の速度の制限により、着陸は地球上でさらに14分間記録されなかった^{[ 11 ]} 。火星偵察オービターは、着陸手順中にHiRISEカメラで撮影した、パラシュートで降下するキュリオシティの写真を送信した。

着陸から数時間後、キュリオシティチームの上級メンバー6名が記者会見を開いた。彼らは、 NASA副長官のジョン・グランスフェルド、JPL所長のチャールズ・エラチ、MSLプロジェクトマネージャーのピーター・タイジンガー、MSL副プロジェクトマネージャーのリチャード・クック、MSL突入・降下・着陸（EDL）責任者のアダム・ステルツナー、MSLプロジェクト科学者のジョン・グロッツィンガーであった。^{[ 90 ]}

2009 年 3 月 23 日から 29 日にかけて、一般の人々はNASA の Web サイトでの公開投票を通じて、最終候補に残った 9 つの探査車名 (Adventure、Amelia、Journey、Perception、Pursuit、Sunrise、Vision、Wonder、Curiosity) ^{[ 91 ]に順位を付けました。 [ 92 ]} 2009 年 5 月 27 日、優勝した名前がCuriosityであると発表されました。この名前は、カンザス州の小学 6 年生の Clara Ma がエッセイ コンテストに応募したものです。^{[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]}

好奇心は、私たちの日常生活を突き動かす情熱です。私たちは、疑問を持ち、不思議に思う欲求によって、探検家であり科学者になったのです。

60以上の着陸地点が評価され、2011年7月までにゲール・クレーターが選ばれた。着陸地点を選ぶ際の主な目標は、微生物の生命を支える特定の地質環境、または一連の環境を特定することであった。計画担当者は、さまざまな科学的目標に貢献できる地点を探した。彼らは、過去に水が存在したことを示す形態学的および鉱物学的証拠の両方がある着陸地点を好んだ。さらに、複数の水和鉱物を示すスペクトルを持つ地点が好まれた。粘土鉱物と硫酸塩は、豊富な地点を構成するだろう。赤鉄鉱、その他の酸化鉄、硫酸鉱物、ケイ酸塩鉱物、シリカ、そしておそらく塩化物鉱物が、化石保存の基質として提案された。実際、これらはすべて、地球上で化石の形態と分子の保存を促進することが知られている。^{[ 97 ]}居住可能な条件の証拠を見つけるには困難な地形が好まれたが、探査車は安全にその地点に到達し、その内部を走行できなければならない。^{[ 98 ]}

工学的制約により、着陸地点は火星の赤道から 45° 未満、 基準面から 1 km 未満である必要があった。^{[ 99 ]} 最初の MSL 着陸地点ワークショップでは、33 の潜在的な着陸地点が特定された。^{[ 100 ]} 2007 年後半の 2 番目のワークショップの終了までに、リストは 6 つに絞り込まれた。^{[ 101 ] [ 102 ]} 2008 年 11 月、3 番目のワークショップでプロジェクト リーダーはリストを次の 4 つの着陸地点に絞り込んだ。^{[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ]}

2010年9月下旬に4回目の着陸地点ワークショップが開催され^{[ 111 ]}、5回目で最後のワークショップは2011年5月16～18日に開催された^{[ 112 ]} 。2011年7月22日、ゲール・クレーターが火星科学研究所ミッションの着陸地点として選ばれたことが発表された。

アトラスVロケットは、静止遷移軌道に最大8,290kg （18,280ポンド）のペイロードを打ち上げることができる。^{[ 113 ]}アトラスVは、火星偵察オービターとニューホライズンズ探査機の打ち上げにも使用された。^{[ 5 ] [ 114 ]}  

第1段と第2段は、固体ロケットモーターとともに、2011年10月9日に発射台近くに積み重ねられた。^{[ 115 ]} MSLを収容するフェアリングは、2011年11月3日に発射台に輸送された。^{[ 116 ]}

MSLは、2011年11月26日15時02分（UTC）に、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスが提供したアトラスV 541によってケープカナベラル空軍基地宇宙発射複合施設41から打ち上げられた。^{[ 117 ]}この2段式ロケットは、1基のRD-180エンジンで駆動する3.8m （12フィート）の共通コアブースター（CCB） 、4基の固体ロケットブースター（SRB）、および直径5m （16フィート）のペイロードフェアリングを備えたセントール第2段で構成されている。^{[ 118 ]} NASA打ち上げサービスプログラムは、 NASA打ち上げサービス（NLS）I契約を通じて打ち上げを調整した。^{[ 119 ]}     

クルーズステージは、MSL宇宙船を宇宙空間に運び、火星まで届けました。惑星間航行は、253日間で3億5200万マイルの距離を移動しました。^{[ 120 ]}クルーズステージには、2つのチタンタンク内のヒドラジン燃料を使用する8つのスラスタからなる独自の小型推進システムがあります。^{[ 121 ]}また、継続的な電力供給のための太陽電池アレイとバッテリーからなる独自の電力システムもあります。火星に到達すると、宇宙船は回転を停止し、ケーブルカッターがクルーズステージをエアロシェルから分離しました。^{[ 121 ]}その後、クルーズステージは別の軌道に進入して大気圏に突入しました。^{[ 122 ] [ 123 ]} 2012年12月、クルーズステージの破片フィールドが火星偵察オービターによって発見されました。ハードウェアの初期サイズ、速度、密度、衝突角度がわかっているため、火星表面での衝突プロセスと大気特性に関する情報が得られます。^{[ 124 ]}

MSL宇宙船は、打ち上げ直後の2011年11月26日に、アトラスVロケットのセントール上段によって地球軌道を離脱し、太陽中心の火星遷移軌道に投入された。 ^{[ 118 ]}セントール分離前、宇宙船は火星への36,210 km/h (22,500 mph)の巡航中に姿勢制御 のため、2 rpmでスピン安定化されていた。 ^{[ 125 ]}  

巡航中、2 つのクラスターに配置された 8 つのスラスタがアクチュエータとして使用され、スピン レートを制御し、軸方向または横方向の軌道修正操作を実行しました。^{[ 27 ]} 中心軸を中心に回転することで、安定した姿勢を維持しました。^{[ 27 ] [ 126 ] [ 127 ]} 巡航ステージでは、着陸地点に向かって宇宙船の経路を調整するために、4 回の軌道修正操作を実行しました。^{[ 128 ]}情報は、2 つの X バンドアンテナを介してミッション コントローラーに送信されました。^{[ 121 ]}巡航ステージの重要なタスクは、すべての宇宙船システムの温度を制御し、太陽電池やモーターなどの電源によって発生した熱を宇宙空間に放散することでした。一部のシステムでは、断熱ブランケットによって、敏感な科学機器が宇宙のほぼ絶対零度の温度よりも暖かく保たれました。サーモスタットが温度を監視し、必要に応じて加熱および冷却システムをオンまたはオフに切り替えました。^{[ 121 ]}

火星に大型の物体を着陸させることは、^{大気が薄すぎてパラシュートやエアロブレーキだけでは効果を発揮しない一方で、逆噴射ロケットで減速する際に安定性や衝突の問題を引き起こすほどの厚みがあるため、特に困難である。[} 129 ]過去のミッション^では着陸時^の衝撃^{を緩和する}ためにエアバッグが使用された例もあるが、キュリオシティ探査車は重すぎるため、この方法は使えない。代わりに、キュリオシティはMSL宇宙船降下ステージの一部である新しい高精度突入・降下・着陸（EDL）システムを使用して火星表面に着陸した。パラシュート、スカイクレーン、燃料、エアロシェルを含むこのEDLシステムの質量は2,401 kg（5,293 lb）である。^{[ 130 ]}新型EDLシステムは、キュリオシティを20×7km （12.4×4.3マイル）の着陸楕円内に配置したが、 ^{[ 96 ]}これは火星探査ローバーが使用した着陸システムの150×20km （93×12マイル）の着陸楕円とは対照的である。 ^{[ 131 ]}      

突入・降下・着陸（EDL）システムは、対話型の地上作成ミッション計画を必要としない点で、他のミッションで使用されるシステムとは異なります。着陸フェーズ全体を通して、機体は事前にロードされたソフトウェアとパラメータに基づいて自律的に動作します。^{[ 27 ]} EDLシステムは、1990年代半ばにマーズ・パスファインダーとマーズ・エクスプロレーション・ローバーのミッションで使用されたエアバッグ着陸とは対照的に、バイキング由来のエアロシェル構造と推進システムに基づいて、精密誘導突入と軟着陸を実現しました。宇宙船は、突入、降下、着陸のシーケンスを4つの部分に分割し、正確な順序で複数のシステムを使用しました^{[ 131 ] [ 132 ]}。以下では、2012年8月6日に展開された宇宙飛行イベントについて説明します。

着陸時刻は遅く、特に米国東海岸では 午前1時31分であったが、^{[ 9 ]}着陸は大きな世間の関心を集めた。320万人が着陸をライブで視聴し、そのほとんどはNASA TVやイベントをライブ中継するケーブルニュースネットワークを通じてテレビではなくオンラインで視聴した。^{[ 133 ]}ローバーの最終着陸地点は、563,270,400 km (350,000,000 mi)の旅 の後、目標地点から2.4 km (1.5 mi)未満であった。^{[ 38 ]}ストリーミングや従来のビデオ視聴に加えて、JPLは実際のデータに基づいて突入、降下、着陸の3次元リアルタイムシミュレーションであるEyes on the Solar Systemを作成した。JPLの予測に基づいてソフトウェアで表現されたキュリオシティの着陸時刻は、現実と 1 秒未満の差であった。 ^{[ 134 ]}    

火星へのMSL宇宙飛行ミッションのEDLフェーズはわずか7分で完了し、JPLのエンジニアが事前にプログラムしたとおりに正確な順序で自動的に展開され、突入、降下、着陸のシーケンスは4つの異なるイベントフェーズで発生しました。^{[ 131 ] [ 132 ]}

ガイド付き入場

精密誘導突入では、搭載されたコンピューティング機能を利用して、あらかじめ決められた着陸地点に向かって操縦し、着陸精度を数百キロメートルから20キロメートル（12マイル）に向上させた。この機能により、より大きな着陸楕円に存在する可能性のある着陸の危険性の不確実性の一部を取り除くことができた。^{[ 135 ]}操縦は、スラスタと射出可能なバランス質量を組み合わせて使用​​することで実現した。^{[ 136 ]}射出可能なバランス質量はカプセルの重心を移動させ、大気圏内で揚力ベクトルを生成することを可能にする。ナビゲーションコンピュータは測定値を統合してカプセルの位置と姿勢を推定し、自動トルクコマンドを生成した。これは精密着陸技術を使用した最初の惑星探査ミッションであった。 

ローバーは、宇宙空間を移動中および火星の大気圏突入時にローバーを保護するエアロシェル内に折り畳まれていました。大気圏突入の10分前に、エアロシェルは、火星への長い飛行中に電力、通信、推進力を提供していたクルーズステージから分離しました。クルーズステージからの分離から1分後、エアロシェルのスラスタが噴射して宇宙船の2rpmの回転を打ち消し、大気圏突入に備えて耐熱シールドが火星に向くように姿勢を整えました。^{[ 137 ]}耐熱シールドは、フェノール含浸炭素アブレーション材（PICA）でできています。直径4.5m （15フィート）の耐熱シールドは、宇宙空間で使用された耐熱シールドとしては最大であり^{[ 138 ]} 、火星大気との接触によるアブレーションによって宇宙船の速度を、大気界面速度約5.8km /s（3.6マイル/秒）から約470m /s（1,500フィート/秒）まで減速させ、約4分後にパラシュート展開が可能となった。突入から1分15秒後、大気圧によって運動エネルギーが熱に変換され、耐熱シールドは最高2,090 ℃（3,790 °F）のピーク温度に達した。ピーク加熱から10秒後、減速は15gに達した。^{[ 137 ]}        

着陸精度誤差の低減の大部分は、アポロ計画で地球に帰還するアポロ司令船の誘導に使用されたアルゴリズムから派生した突入誘導アルゴリズムによって達成された。^{[ 137 ]}この誘導は、エアロシェルが受ける揚力を使用して、検出された距離誤差を「飛行」して、目標の着陸地点に到達する。エアロシェルが揚力を得るためには、その重心が軸中心線からオフセットされ、大気圏内飛行中にオフセンターのトリム角となる。これは、大気圏突入の数分前に、75 kg (165 lb)のタングステン製重り 2 個からなるバラスト質量を放出することによって達成された。 ^{[ 137 ]}揚力ベクトルは、1 組あたり約500 N (110 lbf)の推力を発生させる2 組のリアクションコントロールシステム (RCS) スラスタ 4 組によって制御された。パラシュート展開に先立ち、突入車両は重心オフセットが解消されるように、 6個の25kg （55ポンド）のタングステン製重りからなるバラスト質量をさらに放出した。^{[ 137 ]}      

パラシュート降下

突入段階が完了し、カプセルが高度約10 km (6.2 mi)で約470 m/s (1,500 ft/s)まで減速すると、バイキング、マーズ・パスファインダー、マーズ・エクスプロレーション・ローバーなどの以前の着陸機と同様に、超音速パラシュートが展開されました。 ^{[ 139 ]}パラシュートには 80 本のサスペンション ラインがあり、長さは50 m (160 ft)を超え、直径は約16 m (52 ft)です。 ^{[ 140 ]}マッハ 2.2 で展開可能なパラシュートは、火星の大気中で最大289 kN (65,000 lbf)の抗力を発生させることができます。^{[ 140 ]}パラシュートが展開された後、耐熱シールドが分​​離して落下しました。ローバーの下にあるカメラは、ローバーのセンサーが着陸成功を確認するまでの約2分間、3.7 km (2.3 mi)より下の地点で毎秒約5フレーム (解像度1600×1200ピクセル) の画像を撮影した。 ^{[ 141 ]}火星偵察オービターチームは、パラシュートで降下するMSLの画像を撮影することができた。^{[ 142 ]}            

動力降下

パラシュートブレーキの後、高度約1.8 km (1.1 mi)で、依然として約100 m/s (220 mph)の速度で飛行しているローバーと降下ステージがエアロシェルから分離した。^{[ 139 ]}降下ステージはローバーの上にあるプラットフォームで、降下速度を落とすためにこのプラットフォームの周囲に伸びるアームに 8 基の可変推力モノプロペラントヒドラジンロケットスラスタが取り付けられている。火星着陸エンジン (MLE) と呼ばれる各ロケットスラスタ^{[ 126 ]}は400 ～ 3,100 N (90 ～ 697 lbf)の推力を発生し、バイキング着陸船で使用されたものを基に開発された。^{[ 143 ]}レーダー高度計が高度と速度を測定し、データをローバーの飛行コンピューターに送った。一方、探査車は「スカイクレーン」システムによって降下ステージの下に降ろされながら、格納時の飛行形態から着陸形態へと変形した。      

スカイクレーン

いくつかの理由から、MSLではこれまでの火星着陸機や探査車とは異なる着陸システムが採用されました。キュリオシティは、マーズ・パスファインダーやマーズ・エクスプロレーション・ローバーで使用されているエアバッグ着陸システムを使用するには重すぎると考えられていました。脚式着陸機方式では、いくつかの設計上の問題が生じます。^{[ 137 ]}着陸時に探査車の計器を損傷する可能性のある塵の雲を形成しないように、エンジンを地面から十分に高い位置に設置する必要があります。そのためには、重心を低く保つために、幅の広い長い着陸脚が必要になります。また、脚式着陸機では、探査車が地表まで走行できるようにランプが必要になりますが、岩や傾斜によってキュリオシティが着陸機から正常に走行できなくなる可能性があり、ミッションに余分なリスクが生じます。これらの課題に直面し、MSLのエンジニアは斬新な代替ソリューション、スカイクレーンを考案しました。^{[ 137 ]}スカイクレーンシステムは、7.6 m (25フィート) ^{[ 137 ]}のテザーで探査車を火星の表面に車輪を下にして軟着陸させました。^{[ 139 ] [ 144 ] [ 145 ]}このシステムは、3 本のナイロン テザーで探査車を降ろすブライドルと、降下ステージと探査車の間で情報と電力を伝送する電気ケーブルで構成されています。サポートケーブルとデータケーブルが巻き戻されると、探査車の 6 つの電動車輪が所定の位置にカチッと収まりました。降下ステージから約7.5 m (25フィート)下でスカイクレーンシステムは減速して停止し、探査車は着陸しました。ローバーが着陸した後、車輪の重量を検知して地面が固いことを確認するために2秒間待機し、数個のパイロ（小型爆発装置）を発射して、ブライドルとアンビリカルコードのケーブルカッターを作動させ、降下ステージから切り離した。その後、降下ステージは 650メートル（2,100フィート）離れた場所に墜落した。^{[ 146 ]}スカイクレーンの概念は、それまでミッションで使用されたことはなかった。^{[ 147 ]}      

ゲール・クレーターはMSLの着陸地点です。^{[ 95 ] [ 148 ] [ 149 ]}ゲール・クレーター内には、層状の岩石でできたアイオリス・モンス（「シャープ山」）と呼ばれる山があり、 ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 150 ]}クレーター底から約5.5 km（18,000フィート）そびえ立っており、キュリオシティはこの山を調査する予定です。着陸地点は、山の前のクレーター内にあるアイオリス・パルスの「イエローナイフ」クワッド51 ^{[ 151 ] [ 152 ] [ 153 ] [ 154 ]}のなだらかな領域です。目標着陸地点は、20×7 km（12.4×4.3マイル）の楕円形の領域でした。^{[ 96 ]}ゲール・クレーターの直径は154 km（96マイル）です。      

探査車の着陸地点は、5億6300万km（3億5000万マイル）の旅を経て、計画された着陸楕円の中心から2.4km （1.5マイル）未満の地点であった。^{[ 155 ]} NASAは、 2012年8月22日、火星日16日目に、 探査車の着陸地点をブラッドベリー着陸と命名した。 ^{[ 156 ]} NASAによると、打ち上げ時にキュリオシティには推定2万～4万個の耐熱性細菌胞子が付着しており、その1000倍もの数が数えられていない可能性があるという。^{[ 157 ]}