但现在，从工程学角度来看，一些为好奇号任务所做的工作可以直接用在2020年火星探测器上。新探测器约85%的部分将会继承过去的设计——底盘，动力和通讯系统，还有其它可以从好奇号上复制的元素。“我们用更少的钱办了更多的事”，参与过数次火星探测器任务的项目副经理Matt Wallace说。
新探测器的科研部分则将重新设计：在火星上开展测量的工具，以及负责收集和储藏岩石样本的系统。新探测器的科学载荷将包括七套设备，都是全新或改进设计的。举例来说，探测器桅杆上的全景照相机将拥有变焦功能，可以细致观测科学家感兴趣的区域。探测器的激光设备将添加更多波长，拓展探测器对岩石化学和矿物学的研究能力。探测器的机械臂将会搭载紫外线和X射线质谱仪，能比好奇号的设备更加细致地测绘岩石。
在此次任务中，为珍贵的岩石样本收集地质背景信息的唯一机会就寄托在这些工具上。科学家们说，地质背景信息是理解火星物质的关键，也是理解整颗行星的关键。科学家们已经拥有了数以百计的火星岩，但这些样本都没有地质背景信息：它们在几百万、甚至几十亿年前被撞离火星，成为陨石坠落到地球上。飞到火星表面、收集岩石并把它们带回地球是为了解读样本采集处的火星地貌史，从而拼凑出火星的演变过程。
“我们想得到一套完美的现场记录，一套人们在今后几百年都会查阅的纪录”，X射线质谱仪项目的负责人、JPL的天体生物学家Abigail Allwood如是说。“要证明生命存在，我们就要对证据做出最严酷、最挑剔的调查。”
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这就轮到Steltzner和他的团队登场了。他们要从零开始想象出最佳的样本采集机制。早期的想法中不乏离谱的方案，比如安装多条机械臂来操纵不同的科学仪器。最终，他们敲定了一套系统：探测器伸出手臂触及岩石，然后钻孔并提取一份重15克的样本。探测器将牢牢封住金属管，随后把它们存放在探测器内。为了减少样本暴露在火星大气中的时间，并尽可能减少样本污染，整个采样过程只用时1小时。
探测器将会携带足够的供给，以装满并密封至少31个约14厘米长、2厘米粗的金属管（探测器也会携带几个备用金属管，以防意外故障）。金属管并不都是用来装火星样本的，一些管子将会作为“见证”管：这些管中装满了铝网或陶瓷之类的材料，以捕捉环境污染物。在飞往火星的途中，其中一个见证管将被打开，以捕捉旅途中蒸发出来的一切物质。其它见证管将会在火星表面被先后打开，用来收集在各个采样点飘过的一切物质。之后，科学家们便能利用这些见证管来判定采集到的岩石样本是否被污染了，以及是何时被污染的。
直到最近，在一个代表未来研究者的科学委员会的建议下，项目科学家Ken Farley和火星2020团队的其他人才决定装备这些目击金属管。“我们要猜测未来研究者想对收回的样本做哪些研究”，田纳西大学诺克斯维尔分校的行星地理学家、委员会理事Hap McSween说。
首先，这意味着火星2020团队需要取回最最纯净的样本。被制造出来、清洁烘干，装进火星车后，这些金属管的内部有可能就是这颗星球上最纯净的环境了。项目副科学主管Ken Williford说：“这是对无机物质、有机物质和生物物质的三重洁净要求，因此，制造这些金属管非常具有挑战性，也使得这次任务与NASA以往的其他任务相比独一无二。”
