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美國火星采樣任務擱淺!中國天問3號將開創(chuàng)歷史,2031前帶回樣品

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因項目后續(xù)撥款被美國國會明確否決,且基本沒有回旋的可能,NASA與歐空局合作的火星采樣返回任務已實質性地宣告破產(chǎn),有限的預算已經(jīng)被分配給了阿爾特彌斯等優(yōu)先項目上。

該項目開啟于2018年,任務分多個階段推進。項目之所以被終止,主要原因還是預算遠超預期,任務所需資金一度飆升至110億美元,任務精簡后仍高達70億美元,且任務復雜、實施難度大。



隨著任務破產(chǎn),歐空局在這方面的投入可能會轉化為環(huán)火探測,而NASA由于沒有資金繼續(xù)支持,火星采樣返回任務相關技術和設備的研發(fā)預計也將終止,只能期待未來重啟。

作為該任務第1階段的毅力號火星車,于2020年7月發(fā)射升空,2021年2月登陸火星,已經(jīng)在火星表面工作了約5年,一路上采集了大量的樣本,這些火星土壤和巖石樣本被封存在特制的樣品管中。不過,毅力號并未將這些樣品隨車攜帶,而是散落在火星表面,等待未來取回。若該任務短期內(nèi)無法重啟,這意味著毅力號火星車的樣品采集工作大概率將成為無用功。



除了美國所主導的已經(jīng)實質性破產(chǎn)的火星采樣計劃,目前全球有能力且已經(jīng)計劃實施火星采樣任務的國家或者組織就只剩中國了。

我國天問3號火星采樣任務的目標是從火星表面采集不少于500克樣品送回地球,目前任務正在有序推進中,2025年還向外界發(fā)布了國際合作機遇公告。

天問3號探測器分著陸上升組合體與軌道返回組合體兩部分,計劃在2028年左右分兩次進行發(fā)射。算上約26個月的窗口等待期及7~9個月的回程,從發(fā)射探測器到樣品返回地球,天問3號火星采樣任務預計將耗時約三年,預計2030年底或2031年初將火星樣品帶回地球。



在火星采樣方面,我們還是有底氣的。我國不僅通過嫦娥5號和嫦娥6號分別實現(xiàn)了月球正面和背面的采樣,還有望通過天問2號任務在2027年成功實現(xiàn)小行星采樣。天問2號探測器已于2025年5月底成功發(fā)射升空,目前正飛向近地小行星2016HO3。不僅如此,2020年發(fā)射的天問1號探測器還讓我國成為繼美國和蘇聯(lián)后全球第3個實現(xiàn)火星軟著陸的國家,并且一舉便成功實現(xiàn)對火星的“繞落巡”三大探測壯舉。有了這些經(jīng)驗和技術鋪墊,我國天問3號任務成功實施的可能性還是蠻大的!



預算嚴重超標,任務被迫終止。美國所主導的這項火星采樣返回任務野心很大,想從火星表面不同地區(qū)采集大量樣本帶回地球,但方案和流程太過復雜,低估了任務實施的成本及技術難度。例如,僅僅是取回留存在火星表面的數(shù)十個樣品管,就需要專門再造一輛取回樣品的火星車,這不僅增加了任務風險,還十分浪費。



而我國的火星采樣任務將基于我國月球、小行星采樣的成熟技術路線,整個任務環(huán)節(jié)和流程采用一體化設計,遠比美國的方案簡潔,且完全由我國獨立開展,不會受到合作方的制約,節(jié)奏和成本可控。

迄今全球成功實現(xiàn)月球采樣的國家,只有美國、蘇聯(lián)和中國。若天問2號任務成功實施,將使我國成為繼日本和美國后全球第3個實現(xiàn)小行星采樣的國家。若天問3號任務能夠成功實施,我國將開創(chuàng)紀錄,成為全球首個成功實現(xiàn)火星采樣返回的國家,為未來幾十年后載人登陸火星打下技術基礎!



事實上,就算美國的火星采樣任務沒有破產(chǎn),從其執(zhí)行進度來看,若我國天問3號任務如期進行,美國也難以在我國之前實現(xiàn)火星采樣返回任務。因為受行星公轉影響,地球和火星的最佳轉移窗口大約每26個月開啟一次,每次持續(xù)數(shù)十天,錯過就要再等兩年。按照NASA此前的預測,即使該計劃繼續(xù)推進,預計2035年甚至2040年才能將樣品帶回地球。

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