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所有的科學都始於星際迷航模式：前往無人之境，在事先不知道可能會發現什麼的情況下探索新事物。隨著研究人員完成初步調查並積累了長長的問題清單，他們轉向福爾摩斯模式：制定具體的假設並開發驗證方法。火星探索即將進行這種轉變。軌道飛行器已經繪製了地理特徵和成分的全球地圖，著陸器已經拼湊出該行星地質歷史的概貌。現在是時候變得更加精細了。
我們的團隊基於火星曾經是一個宜居星球的假設，建造了火星科學實驗室，也稱為好奇號探測器。該探測器攜帶一個分析實驗室，用於驗證該假設，並查明我們認為該星球曾經擁有的早期溫和環境發生了什麼。廣義而言，宜居環境擁有水、能量和碳。過去的探測任務側重於第一個要求，並證實火星曾經擁有——並且偶爾仍然擁有——液態水 [參見 Jim Bell 撰寫的“紅色星球的水世界”；《大眾科學》，2006 年 12 月]。這些任務還發現了地球化學梯度的跡象，這些梯度可以為新陳代謝提供能量。但還沒有任何任務發現以可能適合生命的形式存在的碳。
像 20 世紀 70 年代中期的雙子座維京號著陸器一樣，好奇號攜帶了一臺氣體色譜儀/質譜儀，能夠感知有機化合物，無論其起源是生物的還是非生物的。然而，與維京號不同的是，好奇號是可移動的，並且降落在一個更有希望的地點。該任務的目的不僅僅是找到碳本身，更重要的是發現如何進行搜尋。即使在地球上，我們也不完全確定如何從深層地質記錄中搜尋儲存下來的生物特徵。矛盾的是，使如此多環境適宜居住的特性——水、氧化劑以及化學和溫度梯度——也往往會破壞有機化合物。古生物學家已經學會尋找有助於儲存的罕見情況，例如有利於極早期礦化的地球化學條件。二氧化矽、磷酸鹽、粘土、硫酸鹽以及較不常見的碳酸鹽都已知會在沉澱時包裹有機物。軌道飛行器已經繪製了好奇號著陸點某些礦物質的地圖，這將指導其巡視。