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尴尬了,“毅力号”已取得火星样本,NASA却表示不知道如何将其送回地球

魅力科学君  · 公众号  · 互联网短视频 科技自媒体  · 2025-01-09 18:46

主要观点总结

本文介绍了NASA与欧洲航天局联合启动的“火星样本返回计划”,旨在通过多阶段的太空任务从火星采集样本并返回地球。文章详细描述了计划的基本流程、实施情况、面临的挑战以及未来的新方案。此外,还提到了中国的“天问三号”火星采样返回任务的相关情况。

关键观点总结

关键观点1: 火星备受人类关注,为了深入了解其地质构造、气候演变及生命痕迹,NASA与欧洲航天局启动了“火星样本返回计划”。

该计划旨在通过一系列太空任务实现从火星采集样本并返回地球的目标。

关键观点2: “火星样本返回计划”的基本流程包括火星车收集样本、转入“火星升空航天器”,然后在火星表面起飞,并转入“地球返回轨道器”最终运送回地球。

预计的时间点是2030年代初。

关键观点3: NASA的“毅力号”火星车已成功着陆火星并开始收集样本,主要任务是按照计划收集火星样本。

其选择了火星杰泽罗陨石坑作为采样地点,这里曾是火星上的古老水域,可能有生命留下的痕迹。

关键观点4: 目前面临的技术挑战包括多个航天器和技术系统的协调复杂性、技术环节的不确定性等。

因此,NASA决定暂停后续任务的实施,并开始探索更具可行性的新方案。

关键观点5: 中国的“天问三号”火星采样返回任务正在筹备中,预计于2031年前后完成任务。

如果一切顺利,将实现人类首次从火星采样返回的壮举。


正文

作为太阳系中最有可能存在外星生命的行星,火星一直备受人类的关注,为了深入了解这颗星球的地质构造、气候演变以及是否曾经存在生命痕迹,NASA与欧洲航天局联合启动了“火星样本返回计划”(Mars Sample Return),旨在通过多阶段的太空任务,实现从火星采集样本并返回地球的目标。

简而言之,该计划的基本流程是:通过火星车在火星表面收集样本,之后将它们转送到一艘专门设计的“火星升空航天器”(Mars Ascent Vehicle)上,然后这个航天器将在火星表面起飞,并将样本转入一个环绕火星轨道的“地球返回轨道器”(Earth Return Orbiter),后者最终将其运送回地球,预计的时间点是2030年代初。

2021年2月18日,NASA的“毅力号”火星车(Perseverance)成功着陆火星,作为“火星样本返回计划”中重要的一环,这台火星车的主要任务之一,就是按计划收集火星样本。

为了确保样本的研究价值,“毅力号”选择了火星杰泽罗陨石坑(Jezero Crater)作为采样地点,因为这里曾经是火星上的一个古老的水域,如果火星上真的存在(或存在过)生命,那这里就很可能有它们留下的痕迹。

根据NASA近日发布的消息,目前“毅力号”已取得多份火星样本,这些样本都被封装在特制的容器之中,等待在后续的任务中被送回地球,然而,NASA却表示不知道如何将其送回地球。

(↑毅力号收集的部分火星样本)

不得不说,这就有点尴尬了。为什么会这样呢?根据NASA的介绍,这主要是因为原计划中的多个航天器和技术系统的协调过于复杂,每一个环节的完美执行要求极高,并且有些技术环节上还存在着不确定性,而这一切都要求比原计划更高的技术门槛和更多的资金投入。

经过多次审查和评估,NASA发现如果按照原计划执行的话,后续任务的成功率会远低于预期,更糟糕的是,任务的总成本也将高达110亿美元,并且样本返回的时间点会推迟至2040年之后。

可以看到,这是很难令人接受的,也正是因为如此,NASA决定暂停后续任务的实施,并开始探索更具可行性的新方案,希望通过降低复杂性、减少成本和缩短任务时间,实现火星样本的成功返回。

就目前的情况来看,NASA目前正在考虑的有两种新方案,第一种方案是继续使用NASA已经验证过的成熟技术,不过需要在现有基础上进一步优化,第二种方案则是使用私营航空航天公司(例如SpaceX、Blue Origin)的新技术。

NASA表示,将在2026年下半年之前做出最终决定,按照规划,新方案的成本将在55亿到77亿美元之间,而无论选择哪种方案,都需要在未来几年内完成一系列的工程设计和测试工作,因此预计将在2031年启动后续任务,最早将于2035年将火星样本带回地球,最晚则不会超过2039年。

值得一提的是,我们中国的“天问三号”火星采样返回任务,其实正在紧锣密鼓地筹备之中。

按照计划,“天问三号”将于2028年完成两次发射,分别将“着陆器-上升器组合体”和“轨道器-返回器组合体”送往火星,前者将执行火星样本的采集任务,采集到的样本随后通过上升器被送入火星轨道,并与在轨运行的“轨道器-返回器组合体”精确对接,实现样本的安全转移,最终,返回器将携带火星样本返回地球,预计于2031年前后完成任务。

也就是说,一切顺利的话,我们的“天问三号”将实现人类首次从火星采样返回的壮举,不得不说,这实在是令人期待。

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