NASA의 대표적 화성 탐사차량인 스피릿(Spirit)호와 오포츄너티(Opportunity)호는 화성의 평원지대를 약 8마일 가량 탐사해냈으나 이러한 6륜형 로봇으로는 지형이 험난하기 이를 데 없는 발레스 마리너리스(Valles Marineris)를 소화해낼 수 없다.

발레스 마리너리스는 2,500마일에 달하는 협곡지대로서 이들 협곡의 깊이가 대부분 그랜드 캐년보다 최대 7배나 깊다.

이 계곡은 과거의 홍수 발생 흔적 즉 물길과 그로 인한 생물체의 자취가 많이 남아있을 것으로 추정되는 관계로 NASA의 최우선 탐사대상으로 손꼽히고 있다.

최근 캘리포니아 기술연구소의 볼프강 핑크 박사(물리학)와 애리조나대 지질학과의 제임스 돔 교수는 이처럼 험난하고 가파른 지형을 탐사할 획기적인 방법을 창안해냈다.

그 방법이란 절벽을 오르는 로봇과 궤도선, 소형 비행선으로 구성된 자율 탐사대를 조직하는 것이다.

궤도선이 화성 주위를 맴돌며 메탄 플륨처럼 우주생물학적 가치가 높은 지점으로 로봇을 인도하는 동안 소형 비행선은 지면에 좀더 가까이 선회하면서 궤도선으로는 선명하게 포착해내기 어려운 미세한 특징들을 탐사하게 된다.

핑크 박사는 2년 내에 애리조나주에서 이 시스템의 시(始)모델을 테스트한 후 2020년경 발사하게 되기를 희망하고 있다.

1. 착륙
핑크 박사는 비용 절감을 위해 탐사대를 한 번에 발사토록 제안하고 있다.

소형 탐사차량과 경량의 소형 비행선으로 인해 탐사대 전 기체의 중량은 5톤 미만에 그칠 것이다. 이는 오늘날 상당수 탐사단의 유효탑재량과 비교해볼 때 현격히 대비된다.

2. 우주 궤도선
NASA의 마스 글로벌 서베이어(Mars Global Surveyor)와 흡사한 궤도선들이 지상 수백 마일 상공에서 광범위한 정찰임무를 수행하게 된다.

궤도선은 흥미로운 지점이 포착되면 소형 비행선으로 하여금 좀더 자세히 관찰하도록 명령을 내린다.

3. 공중 순찰
핑크 박사는 태양열과 배터리로 작동되며 헬륨을 채워 넣은 소형 비행선을 사용하고자 한다. 이들 비행선에는 고해상도 카메라와 적외선 센서를 장착해 탐사차량이 좁디좁은 협곡 사이를 누빌 수 있도록 인도케 할 계획이다.

또한 소형 비행선은 궤도선보다 지면에 좀더 가까이 위치한 상태에서 탐사차량과 궤도선 사이의 중간 연락책 기능을 수행할 예정이다. 이렇게 함으로써 전 장비의 전력 수요를 한층 낮출 수 있게 된다고 핑크 박사는 설명한다.

4. 소형 탐사차량
두 대의 대형 차량 대신 수십 대의 소형 탐사차량을 사용함으로써 작동과정에서 일부 고장이 나더라도 탐사 임무를 중단하지 않을 수 있게 된다.

이번 계획에 따르면 지형별로 각기 다른 탐사차량이 제안되고 있다.

가령 절벽을 오르고 샘플을 굴착, 채취하는 용도에는 거미 같은 외양의 로봇을, 바위 틈새를 탐사하는 용도에는 작은 바퀴가 달린 로봇을 투입하도록 제안하고 있다.

데이터 교신
가장 큰 문제는 하드웨어보다 소프트웨어에 있다. 전 구성요소가 자율적으로 기능할 수 있도록 만들어줄 소프트웨어가 필요하기 때문이다.

현재 핑크 박사가 이끄는 연구팀은 궤도선과 소형 비행선, 탐사차량이 상호 교신은 물론 외부의 조종 없이도 내비게이션 임무를 자체 수행할 수 있게끔 적합한 알고리즘을 개발 중에 있다.