解读最新美国NASA发布2024-2044年火星探索计划
解读最新美国NASA发布2024-2044年火星探索计划
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,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。本文将为您详细解读这一重要计划的内容和意义。
范围与目标
该计划旨在与NASA的战略计划(2022年)、科学任务理事会(SMD)科学战略(2023年版)、NASA的月球到火星战略和目标发展(2023年)保持一致。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)、火星探索计划(上次批准于2021年)以及多份火星科学界报告。
MEP 2024-2044计划为火星的可持续科学计划提供了战略方针,但不包括火星样本返回(MSR)这一独立计划。在发布本文件时,MSR正在进行架构研究。该计划确实包括与毅力号探测器收集样本相关的MEP职责,以及MEP对MSR返回样本的管理职责的概念信息,称为样本接收项目(SRP),该项目目前暂停,等待MSR做出决定。
虽然该计划是对NASA的《月球到火星战略和目标发展》(2023年)的补充和支持,但它并未定义或改变NASA载人探索计划的任何方面。
为什么是火星
数千年来,火星一直吸引着人类的兴趣和想象,从古代文明的神话到我们当今时代的机器人任务,再到人类和机器人在这颗红色星球上共同工作的可实现的愿景。除了我们的家园之外,火星拥有太阳系中最像地球的表面条件。它是一个可以到达的目的地,人类可以在这里解决一些最深奥的科学问题。
火星曾经有生命吗?现在仍然有生命吗?人类的存在如何改变科学发现以及我们需要做什么?了解火星环境,使人类能够生存和维持。如果火星上从未出现过生命,那为什么呢?如果火星上曾经存在生命,但现在却不存在,那为什么它会灭绝呢?
艺术家构想的未来宇航员勘测感兴趣的科学地点。NASA
探索历程与发现
过去五十年,NASA发射了轨道飞行器、着陆器、探测车,甚至还有直升机来探索我们神秘的邻居。没有什么比在经历“恐怖七分钟”后登陆火星更能激发全世界的想象力了。曾经被认为是贫瘠荒地的地方,如今却被证明是一个奇妙的目的地。过去,火星可能曾经水资源丰富,可能有生命。火星上发生了什么,以至于它与我们的地球有如此巨大的差异?这是一个基本问题,可以帮助解开我们太阳系的奥秘。
2023年前和2024年后的未来计划进展
未来计划与挑战
人类探索火星是必然的,但在人类登陆火星之前,还有很多工作要做。我们必须继续寻找火星上的生命——无论是远古生命还是现代生命。我们必须更好地描述水源位置,因为水是未来宇航员的关键资源。我们还必须了解与气候、地质和大气相关的地球动态。
尽管NASA在探索火星方面取得了成功,但未来仍取决于合作。世界各地的航天机构和航天领域的商业实体从未像今天这样有能力或对火星表现出如此浓厚的兴趣。
火星地形多样性示例。NASA /JPL‑Caltech/UArizona
火星探索的科学主题
三个同等重要的科学主题(探索火星生命的潜力、支持人类探索火星以及揭示火星作为动态行星系统)并非孤立存在。这些组成部分如何相互作用,这种相互作用又如何随时间而变化?火星是否有一个生物圈,它会影响这些变化,并受这些变化的影响?发现现在(甚至过去)的生命本身就是一个重大发现,但同样重要的是了解使生命得以扎根和(可能)持续存在的环境。
技术创新与合作
新技术正在关键时刻日臻成熟。随着人类探索即将开始,MEP只剩下非常有限的时间在原始火星环境中开展科学研究,不受人类不可避免地给火星带来的生物影响,即使使用封闭系统(例如宇航服、栖息地、车辆)。
用于探索天体生物学独特领域的新技术
火星作为动态行星系统
火星在不断演变,包括人类可观察到的时间尺度。了解火星天气和尘埃环境的快速变化是降低火星上人类风险(包括物质风险和操作效率风险)以及开展比较行星学研究(地球、火星和其他行星之间的差异及其原因)的关键领域之一。
新的探索模型
结合中继轨道器改进的干线性能,下一代MRN可以支持从火星返回超过1 Tb/天的合计数据,更高海拔的轨道器具有更高的频率,定向近距链路可以提供对于适当装备的轨道器和着陆器,提高了中继可用性并实现了10-100 Mb/s(或更高)的中继数据速率。
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。
粗略着陆器概念图。NASA /JPL‑Caltech