中国领跑火星采样返回任务，有望率先带回“火壤”样本
中国领跑火星采样返回任务，有望率先带回“火壤”样本
2025年1月，美国航空航天局局长比尔·纳尔逊在媒体吹风会上表示：“我们可不希望唯一的样本是中国航天器送回地球的。”这番话道出了当前火星采样返回任务中，中美两国竞争的紧张态势。根据最新消息，中国天问三号火星采样返回任务计划于2028年发射，预计2031年前后将火星样本带回地球，而NASA的毅力号火星车最早要到2035年才能完成这一目标。这意味着，中国有望成为首个实现火星采样返回的国家。
火星采样返回：前所未有的技术挑战
火星采样返回任务是深空探测领域最具挑战性的任务之一。与月球采样返回相比，火星采样返回需要克服更多技术难题。火星距离地球最远时可达4亿公里，最近时也有5500万公里，是地月距离的一百多倍。此外，火星大气稀薄且含有大量二氧化碳，表面环境恶劣，这些都给采样返回任务带来了巨大挑战。
中国天问三号任务总设计师刘继忠透露，天问三号将突破火面采样、火面起飞上升、环火交会和行星保护等关键技术。其中，火面采样要求探测器能够在复杂地形中精确选取采样点，并完成钻取或铲取作业；火面起飞上升则需要在火星稀薄的大气中实现稳定起飞，这与地球或月球环境下的起飞有很大不同；环火交会则是在火星轨道上完成精确对接，将样品转移至返回舱；行星保护则是确保不将地球生物带入火星，也不将火星物质污染地球环境。
中美火星采样返回任务对比
美国的火星采样返回任务由NASA和欧洲航天局（ESA）合作开展，采用三阶段任务模式：
样本采集任务：毅力号火星车已在杰泽罗撞击坑采集了15个样本，包括8个火成岩样本、7个沉积岩样本、2个表岩屑样本和1个大气样本。
样本收集任务：计划发射样本收集着陆器，携带火星上升飞行器、样本转移机械手臂和2架机智号级直升机，用于收集毅力号留下的样本并送入火星轨道。
返回任务：地球返回轨道器将在火星轨道与样本收集器对接，将样本带回地球。
相比之下，中国的天问三号任务采用“一步到位”的策略，计划通过一次发射完成着陆、采样和返回。这种方案虽然技术难度更大，但效率更高，也体现了中国航天技术的自信。
中国为何能领先？
中国在火星采样返回任务中取得领先，主要得益于以下几个方面：
技术积累：通过天问一号任务，中国已经掌握了火星环绕、着陆和巡视探测的关键技术，为采样返回任务奠定了基础。
集中力量：中国能够集中资源和力量推进重点航天项目，确保任务按计划进行。
创新驱动：中国航天人勇于创新，采用了不同于NASA的“一步到位”方案，简化了任务流程。
国际合作：中国计划开展国际合作，通过载荷合作、样品共享等方式，提升任务的科学价值。
火星采样返回的意义
火星采样返回任务不仅是技术上的重大突破，更是人类探索火星历史的重要一步。通过分析火星样本，科学家能够更深入地了解火星的地质结构、气候变迁和生命存在的可能性。这些信息对于未来建立火星基地、实现人类在火星长期驻留具有重要参考价值。
中国在火星采样返回任务中的领先地位，不仅体现了中国航天技术的进步，也展示了中国在深空探测领域的雄心。从2025年发射天问二号开展小行星探测，到2030年实施火星采样返回，再到2035年建成国际月球科研站基本型，中国深空探测的时间表已经清晰呈现。随着这些任务的逐步实施，人类对宇宙的认知将不断深化，探索太空的脚步也将迈得更大、更远。
正如中国科学院地质与地球物理研究所研究员杨蔚所说：“中国的研究界将努力使天问三号任务的采样尽可能多样化。”中国航天人正在用实际行动，为人类探索火星、揭秘宇宙奥秘作出新的更大贡献。