NASA发布2024-2044年火星探索计划：三大科学目标引领未来20年探索方向
NASA发布2024-2044年火星探索计划：三大科学目标引领未来20年探索方向
美国宇航局（NASA）于2024年12月11日发布了2024-2044年火星探索计划（MEP），该计划为未来20年的火星科学和机器人探索工作提供了指导和优先事项。本文将深入解读这一重要计划的背景、目标和实施策略。
背景与意义
火星探索计划（MEP）是一项以科学为导向、以机器人为中心的计划，旨在深入了解火星的当前环境、气候、地质历史以及生物潜力，并为未来的人类探索做好准备。在过去二十年里，MEP通过一系列轨道器、着陆器、探测车和直升机任务，取得了显著的科学和技术突破。
计划框架与目标
该计划与NASA的多项战略规划保持一致，包括NASA战略计划（2022年）、NASA科学任务理事会（SMD）科学战略（2023年版）、NASA月球到火星战略和目标发展（2023年）等。同时，它还参考了当前的行星和天体生物学十年调查（2023-2032年）以及火星探索计划（上次批准于2021年）。
MEP 2024-2044计划的核心目标包括：
- 探索火星的生命潜力
- 支持人类探索火星
- 揭示火星作为动态行星系统的特性
值得注意的是，该计划不包括火星样本返回（MSR）任务，后者是一个独立的计划。目前，MSR正处于架构研究阶段，而与毅力号探测器相关的MEP职责以及样本接收项目（SRP）则处于暂停状态。
为什么选择火星
火星是太阳系中除地球外最像地球的行星，拥有可到达的环境条件，是解决一些最深奥科学问题的理想目的地。火星探索的核心科学问题包括：
- 火星上曾经存在生命吗？现在还有生命吗？
- 火星环境如何影响人类生存和维持？
- 如果火星从未出现过生命，原因是什么？
- 如果火星曾有生命但现在已灭绝，原因是什么？
探索进展与未来展望
过去五十年，NASA通过轨道飞行器、着陆器、探测车甚至直升机对火星进行了深入探索。火星勘测轨道器、好奇号和毅力号等探测器的发现彻底改变了我们对火星的认识。然而，我们对火星的探索仍处于初级阶段，许多未解之谜等待揭晓，特别是火星地下、洞穴、熔岩管以及极地地区。
艺术家构想的未来宇航员勘测感兴趣的科学地点。NASA
面临的挑战与机遇
火星探索正处于一个关键的十字路口。随着人类探索的临近，MEP需要在原始火星环境中开展科学研究，以避免人类活动带来的生物影响。同时，现有航天器的老化和使用寿命的延长也带来了新的挑战。
新技术的发展为探索火星的天体生物学提供了新的可能性。为了最大化科学发现并提高投资回报，MEP 2024-2044计划将通过任务调查来促进多个科学主题的协同发展。
2023年前和2024年后的未来计划进展
创新探索模式
为了应对未来的挑战，MEP计划采用新的探索模式，包括：
- 扩展火星任务的新模型：结合中继轨道器改进的干线性能，下一代火星中继网络（MRN）可以支持每天超过1 Tb的数据回传。高海拔轨道器的高频率定向近距链路可以实现10-100 Mb/s（或更高）的中继数据速率。
- 低成本运输方式：通过低成本的运输方式向火星运送多艘航天器，以降低任务成本并提高探索效率。
使用低成本的运输方式向火星运送多艘航天器
粗略着陆器概念图。NASA /JPL‑Caltech
合作与未来展望
未来火星探索的成功将取决于全球范围内的合作。世界各地的航天机构和商业实体都表现出对火星探索的浓厚兴趣。通过挑战传统思维，寻求低成本科学调查、加强火星基础设施建设、开发新技术以及创造更广泛的参与环境，人类将能够更深入地探索这颗神秘的红色星球。
火星地形多样性示例。NASA /JPL‑Caltech/UArizona
用于探索天体生物学独特领域的新技术正在关键时刻日臻成熟
NASA的火星探索计划不仅是一系列科学任务的集合，更是人类对未知世界探索精神的体现。随着技术的不断进步和国际合作的深化，人类距离揭开火星的神秘面纱又近了一步。