NASA发布2024-2044年火星探索计划:三大科学主题与创新探索模式
NASA发布2024-2044年火星探索计划:三大科学主题与创新探索模式
美国宇航局(NASA)于2024年12月11日发布了未来20年(2024-2044年)的火星探索计划。该计划旨在描述和了解火星,包括其当前的环境、气候和地质历史以及生物潜力,并为人类探索做好准备。
为什么探索火星?
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
- 火星上存在吗?
- 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
探索火星的科学意义
火星是一个非常特别的地方。对这颗红色星球的迷恋可以追溯到古埃及天文学家。巴比伦人和希腊人追踪了这颗行星的运动。伽利略首次用望远镜观测火星。即使在今天,当我们仰望夜空,看到头顶上有一个淡红的圆点时,它仍然激发我们对这个与地球有相似之处,但又截然不同的近地世界产生好奇。
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
探索火星的技术挑战
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
探索火星的未来规划
火星探索处于十字路口。寻找生命,如果研究人员能够在样本中检测并验证任何古代生命的迹象,这一发现将彻底改变我们对生命在宇宙中的普遍性和作用的理解,对科学和整个人类产生深远影响。它可能会对机器人和人类探索产生变革性影响。
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。
探索火星的科学主题
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。
为了最大限度地促进科学发现并提高国家对火星探索的投资回报,认真执行 MEP 2024‑2044 计划可以利用任务调查来造福多个科学主题。
探索火星的新模型
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。
扩展火星任务的新模型
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