フェニックス (探査機)
ロボット・アームのスコップのすぐ上には三原色の LED に囲まれたカメラ RAC (Robotic Arm Camera) が備わっている。これは、周辺のカラー画像を撮影するとともに、スコップが回収するサンプルを確認し、またロボット・アームが掘り出したばかりの場所の土壌の状態を調べる。カメラは無限遠から手前 11 mm の物にまで焦点を合わせることができ、近づいたときの解像度は 23 μm となる。
このカメラもサーベイヤー2001ランダーを引き継いだもので、アリゾナ大学とドイツのマックス・プランク太陽系研究所 (Max-Planck-Institute für Sonnensystemforschung) によって製作された。
これを撹拌しながら電気化学的センサーが水中のマグネシウム、ナトリウム、塩素、臭素、硫酸イオンといった 12 種類のイオン量、pH、伝導度、酸化還元電位が調べられる。これは土壌が、存在しているかもしれない固有の微生物にとって、あるいは将来の地球からの訪問者にとって生命を支えうるような化学的なエネルギーをもっているかどうか、また生命の存在に適さないような pH や塩、酸化物を有していないかどうかの評価に役立つ。
また、土壌の粒子は分類された上で、光学顕微鏡、そして FAMARS と名づけられた原子間力顕微鏡 によって細かい形状が観察され、その起源と鉱物学的性質が調べられる。原子間力顕微鏡はヌーシャテル大学 (Université de Neuchâtel) が中心となったスイスのグループによって提供されたもので、使い捨ての8つの探針が試料をなぞることで 10 nm の解像度の画像を得る。もし土壌に含水鉱物や粘土鉱物があれば、かつての火星の北極に液体の水があった証拠となりうる。
先端にスコップのついた RA (Robotic Arm)、すなわち「ロボット・アーム」はフェニックスの科学機器の中で鍵を握る装置だといえる。4自由度をもつ腕を伸ばすと先端は着陸船から 2.35 m となる。さらにスコップは数時間かけて地面の下 50 cm まで掘削できる。スコップが極地の地下のこの深さには拡がっていると想定されている氷の層に達したならば、先端にある鋭い爪とヤスリで砕きサンプルを手に入れる。こうして回収された土壌あるいは氷のサンプルは後述の装置 TEGA や MECA による解析にかけられる。
このロボット・アームはマーズ・サーベイヤー2001計画において JPL のチームが設計・製作したものである。
マリン・スペース・システムズ (Malin Space Systems) の MARDI (Mars Descent Imager) は、フェニックスが地表に向けて降下していく間に、火星の地表の様子を撮影することを目的として搭載された小型のカメラである。
元々は大気圏突入時の減速中に機体を覆うエアロシェルが外された後、およそ 8 km の高度から撮影を始め、着陸地点を特定するとともに周囲の状況を調べる計画であったが、MARDI は結局撮影には用いられないこととなった。これは、発射前のテストによって、MARDI の複数の撮影データを処理する探査機の別のハードウェア装置にデータ破壊のわずかな可能性があることが明らかとなったためである。このハードウェア装置は探査機の他のデータも処理しているために、MARDI による画像撮影には許容できない危険があるとみなされることとなった。修理を行うには既に遅く、カメラはそのまま搭載された。1枚のみの撮影を行いデータをカメラ内に残す代替案も検討されたが、降下中の処理の調整が必要となることになり、結局断念された。
マーズ・サーベイヤー2001のために JPL によって製作されていた MECA (Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer) は、湿式化学の実験装置 (wet chemistry laboratory, WCL)、光学顕微鏡、原子間力顕微鏡、熱伝導度および電気伝導度の探針 (プローブ) からなる一群の装置である。
熱伝導度・電気伝導度や温度を測定する幾本かの探針 はロボット・アームの「指の関節」部分に備え付けられており、アームが掘った溝の端に差し込まれることになる。これらの測定によって、活発な極地の土壌と大気との相互作用について理解する手がかりになると期待される。
ロボット・アームがすくった土壌は4つの WCL の容器のうちの1つに入れられ、そこに水が加えられる。