NASA火星样本取回任务调整：两种方案PK，最早2035年回地球的科学探索之旅

NASA火星样本取回任务调整：两种方案PK，最早2035年回地球的科学探索之旅

近日，美国国家航空航天局（NASA）宣布了其火星样本取回（MSR）任务的重大改进，确定了两种潜在的着陆方案。这项调整不仅可能大幅降低成本，还能够提前任务时间，预计最早将在2035年将“毅力号”火星车所收集的火星样本带回地球进行深入研究，这是一次探索火星历史甚至生命存在的关键性任务。

两大方案：成本与效率的权衡

随着对火星探索的深入，NASA的MSR任务原本面临着成本不断增加的难题，预计在80亿至110亿美元之间，这一费用使得科学家和工程师们倍感压力。NASA局长比尔·纳尔逊在2024年4月宣布全面改革MSR战略，开放创新方案的征集，面向研究中心、私营企业以及学术界探讨更具可行性的方案。经过长时间的评估与研究，NASA最终选定了两种新方案，突破了以往任务的高成本与复杂性。

第一种方案基于“天空起重机”系统，这是一项成熟的航天技术，曾成功将“好奇号”和“毅力号”火星车安全送达火星表面。它通过火箭动力支持，能够将火星样本准确地送回地面。第二种方案则将更依赖于私营企业，借助商业技术提供着陆系统。纳尔逊在发布会中指出，采用“天空起重机”的方案成本预计为66亿至77亿美元，而商业方案则更加经济，成本在58亿至71亿美元之间。无论选择哪种方案，新计划都显得简单、快速且经济，而且实施的时间节点得到有效压缩。

任务实施细节：从样本收集到地球返回

为了保证任务的成功性与高效性，NASA计划在火星表面部署相同的硬件配置，一台配备小型火箭“火星上升飞行器”（MAV）的着陆器将与“毅力号”合作完成样本的收集和发射。着陆器将在“毅力号”附近着陆，随后“毅力号”将移动到新着陆器旁边，机械臂的设计将使用为“毅力号”任务开发的备用机械臂抓取样本管，并将这些珍贵的样本放入MAV的容器中。MAV完成任务后，将样本送入火星轨道，并与欧洲航天局（ESA）提供的航天器对接，最终将样本带回地球。

技术创新：轻量化与核动力源

此战略的一大创新在于轻量化设计。NASA官员表示，最初的MAV及着陆器设计过于庞大，不适合“天空起重机”，而新的方案则在经过科学验证后，质量上将大大降低。这一创新不仅提高了任务的可行性，还确保了能否在复杂的火星环境中顺利执行。

此外，针对火星环境的挑战，NASA决定在新的着陆器中使用与“好奇号”和“毅力号”相同的放射性同位素热电发生器（RTG）作为核动力源。这种设计带来了几个明显的优势：首先，RTG能够在沙尘暴季节中继续稳定运作，避免因极端天气影响计划执行；其次，确保了MAV中的固体火箭发动机保持最佳工作温度，大大增强了任务的可靠性。

时间表与国际合作

NASA还未最终确认这两种方案，正在进行详细的工程验证与研究，预计于2026年中期做出最终决定。与此同时，NASA科学任务理事会负责人尼基·福克斯表示，这项计划将会影响欧洲的返回轨道器的发射时间，最早要到2030年才能发射，而着陆器与MAV的发射则预计在2031年进行。

令人期待的是，中国也计划于2028年发起其火星样本取回任务，预示着未来火星探索的国际合作将愈加紧密，这不仅是一场科学的较量，更是一种对人类未来的思考与探索。火星样本的带回将为我们了解太阳系的演化、火星的地质历史，以及人类的未来探索提供无尽的可能性。

总结来说，NASA在火星样本取回任务中采取的两种新方案标志着火星探索的新阶段。通过创新技术和跨界合作，NASA希望能够在可持续发展的基础上，推进人类对宇宙的认知与理解。这项计划不仅是对科学的追求，也在呼应人类对外太空的无限向往，为未来的星际旅行奠定基础。希望未来的探索者们在这个最伟大的科学征程中，能够揭开火星那神秘面纱的一角。我们期待着“毅力号”带来的更多发现，也期待着在不久的将来，地球将迎回这些来自火星的珍贵信息。