美国国家航空航天局(NASA) 2020年火星探测器上的23台相机的配置火星车。很多都是“好奇号”上的改进版相机，还增加了一些新功能。
当美国宇航局的火星探路者号在1997年着陆时，它有五个摄像头:两个在从着陆器上弹出的桅杆上，三个在美国宇航局的第一个漫游者索杰纳上。
从那时起，相机技术有了质的飞跃。由太空计划改进的照片传感器已经在商业上无处不在。相机的尺寸缩小了，质量提高了，现在所有的手机和笔记本电脑都装有。
同样的进化又回到了太空。美国国家航空和宇宙航行局的火星2020任务将比之前的任何漫游者拥有更多的“眼睛”:总计23个，创造出全景的全景，显示障碍，研究大气，并协助科学仪器。他们将在登陆火星的过程中提供戏剧性的视角，并首次捕捉降落伞在另一颗行星上打开时的图像。甚至在探测器的体内还会有一个摄像头，它将研究储存在火星表面的样品，以便未来的任务收集。
所有这些摄像机都将被整合到火星2020探测器上，因为它是在加州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室建造的。他们代表了探路者之后的一个稳定的进展:在那次任务之后，“勇气号”和“机遇号”探测器分别设计了10台摄像机，包括他们的着陆器;火星科学实验室的好奇号探测车有17个。
“照相技术在不断改进，”贾斯汀·马克说，他是火星2020的成像科学家和Mastcam-Z仪器的副首席研究员。“每一个后续任务都能利用这些改进，性能更好，成本更低。”
这种优势代表了一个完整的发展周期，从NASA到私营部门。在20世纪80年代，JPL（美国一个以无人飞行器探索太阳系的中心）开发了活动像素传感器，比早期的数码相机技术耗能更少。
亚利桑那州立大学的吉姆·贝尔(Jim Bell)是2020年Mastcam-Z项目的首席研究员，他说，2020年的相机将包括比“好奇号”更多的彩色和3d影像。“Z”代表“zoom”，它将被添加到“好奇号”的高清Mastcam(探测器的主镜头)的改良版中。
Mastcam-Z的立体相机可以支持更多的3d图像，这对于检查地质特征和远距离探测潜在样本是非常理想的。在足球场的长度上可以看到侵蚀和土壤质地等特征。记录这样的细节是很重要的:它们可以揭示地质线索，并作为“现场笔记”，为未来的科学家提供背景资料。
“常规地使用高分辨率的3d图像会有很大的回报，”“它们对远程和近场科学目标都很有用。”
“勇气号”、“机遇号”和“好奇号”探测器都是用工程摄像机设计的，用于计划驱动和避免危险。这些图像产生了100万像素的黑白图像。
在新的漫游者上，工程相机已经升级以获得高分辨率、2000万像素的彩色图像。
他们的镜头也将有更广阔的视野。这对2020年的任务至关重要，该任务将努力最大限度地利用科学研究和采集样本的时间。
“我们之前的Navcams会拍很多张照片，然后把它们缝在一起，”喷气推进实验室(JPL)的产品交付经理科林·麦金尼(Colin McKinney)说。“从更广阔的视角来看，我们在一次拍摄中获得了同样的视角。”
这意味着花在平移、拍照和缝合上的时间更少。相机也可以减少运动模糊，因此他们可以在漫游车移动的时候拍照。
数据链接到火星
所有这些升级都有一个挑战:它意味着通过空间传送更多的数据。
“大多数成像系统的限制因素是通信链路，”Maki说。“相机能够获取比传回地球更多的数据。”
为了解决这个问题，漫游者相机随着时间的推移变得越来越“智能”——尤其是在压缩方面。
在其他火星探测器上，压缩是通过机载计算机完成的;在好奇号上，大部分是用内置在相机里的电子设备完成的。这将允许更多的3d成像，彩色，甚至高速视频。
NASA在使用轨道航天器作为数据中继方面也做得更好。这一概念在“勇气号”和“机遇号”探测器上得到了首创。贝尔说，使用中继的想法是从NASA的火星奥德赛轨道飞行器上的一个实验开始的。
他说:“我们希望在每一个火星日或sol的时候完成这一任务。”“当我们第一次乘坐“奥德赛”(Odyssey)飞机飞越太空时，我们每一名索尔(sol)就有100兆比特，我们意识到这是一场全新的比赛。”
NASA计划使用已经在火星轨道上运行的现有航天器——火星勘测轨道飞行器MAVEN和欧洲航天局(European Space Agency)的跟踪气体轨道器——作为火星2020任务的中继，该任务将在火星探测器的头两年支持这些摄像机。
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