Le 14 décembre 2004, la NASA a officialisé le lancement de la mission spatiale Mars Science Laboratory 2011. Cette mission martienne à vocation exo/astrobiologique vise principalement à caractériser l'environnement de Mars dans un environnement favorable à l'apparition de la vie, de rechercher des traces d'activités prébiotiques ou biologiques, passées ou présentes, à la surface de Mars, ainsi qu'à préparer les futures missions martiennes habitées. A cette fin, un véhicule mobile (Rover) appelé Curiosity sera lancé en Novembre 2011 vers Mars, à la surface de laquelle il devrait atterrir en Août 2012.

Vue d'artiste du rover MSL sur Mars (Crédits NASA)

Photo des maquettes en taille réelle des rovers martiens de la NASA : au milieu, Sojourner de la mission Mars Pathfinder, à gauche un Mars Exploration Rover, à droite, Mars Science Laboratory (Crédits NASA)

Le rover est très semblable aux rovers de la mission Mars Exploration Rover (MER) qui collectent de fantastiques données sur la surface de Mars depuis plusieurs années. Ce vehicule sera néanmoins deux fois plus grand en taille, ce qui lui permettra d’embarquer une quantite d'équipements et d'instruments plus conséquente. Sa durée de vie nominale est actuellement évaluée a une année martienne, soit environ deux années terrestres, de façon a pouvoir mesurer des variations saisonnières de propriétés de surface de la planète. Cela permettra notamment de pouvoir étudier les cycles saisonniers du carbone et de l’eau qui sont très importants sur cette planète.
        A l'instar des MERs, le rover MSL sera équipé d'un bras articulé qui permettra d'aller faire des mesures sur des roches, ou des sols, par contact direct. Mais plus important, ce bras sera équipé d'un préleveur d'échantillons de sol. Ceux-ci pourront être amenés dans le préparateur d'échantillon du rover, à partir duquel les échantillons seront distribués entre les différents instruments analytiques présents dans le rover. La nature des échantillons pourra varier d'échantillons de sols (e.g. terres, sables) directement prélevés, à des échantillons de roches (sous forme de poudre) qui auront été "gratées" à l'aide d'un outil abrasif ou collecté avec une foreuse.

Après un long processus de sélection qui aura duré plus de cinq ans, et qui aura implisué des centaines de scientifiques et d'ingénierus, le site d'exploration de MSL a été sélectionné par la NASA en juin 2011. Ce site est le cratère d'impact météoritique Gale, choisi parmi 100 sites proposés tous au long du processus de sélection. Ce cratère inclut une montagne en son centre, au pied de laquelle le Curiosity devrait atterrir. Le choix de ce site s'est fait sur des critères scientifiques, liés à la recherche d'environnements favorables à la vie, associés à des critères techniques, essentiellement liés aux capacités d'atterrissage de la sonde. 

La partie du cratère où Curiosity atterrira est un delta alluvial qui a pu se former par le dépot de sédiments transportés par de grandes quantités d'eau liquide. Les couches sédimentaires présentes au pied de la montagne contiennent des argiles et des sulfates, qui sont des minéraux connus pour se former dans l'eau liquide. Les argiles sont connues sur Terre pour "piéger" la matière organique ainsi que des organismes vivants qui peuvent finir par former des fossiles. Ces couches minérales sont donc d'un intérêt primordial dans la recherche d'indices de vie sur Mars.

Afin de préparer au mieux son exploration, les sondes orbitales de Mars sont appelées à mener de nombreuses observations du cratère Gale d'ici l'arrivée de Curiosity, ce qui devrait faire de cette région de Mars la plus documentée dans l'histoire de l'exploration de la planète.

Sites d'atterrissage sur Mars des missions spatiales passées (en jaune) et les 4 sites finalistes pour MSL (en blanc) 

Vue du cratère Gale reconstituée à partir d'observations (Crédits NASA)