歐洲的這個決定對“火星采樣返回計劃”來說基本就是死刑緩期2年執行!或者說是對火星采樣返回計劃的棺材板蓋上的釘子
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已經釘敲入了一半,盡管還不能最終蓋棺定論,但最終的結局可以說已經沒有任何差別!
火星采樣返回是NASA歷史上僅比重返月球的規模略小的計劃,其先導性采樣任務的毅力號早就已經抵達火星并正在采樣,到目前為止采樣任務基本接近尾聲!然而返回航天器計劃卻泡湯了,網友建議,中國火星采樣返回計劃不如直接去撿了毅力號的樣品管?
歐洲也不干了!NASA火星采樣已被判死刑
歐洲航天網在28日刊發了資深媒體記者安德魯·帕森斯對“第345屆ESA理事會會議”深度報道與分析的文章,盡管這個會議早在3月18~19日就已經舉行,會后的記者會問題回答環節也已經披露驚人消息的引子,安德魯·帕森斯捋順了前因后果之后終于得以讓這篇報道大白于媒體:
歐洲航天局(ESA)成員國已正式要求取消地球返回軌道器(Earth Return Orbiter)任務
這是ESA(歐空局)參與的NASA主導的MSR(火星樣品返回)任務時承接的ERO(火星采樣返回軌道器)的研發任務,之后ESA將這個任務承包給了空中客車防務與航天公司,雙方于2020年10月簽訂了4.91億歐元的合同。
在合同簽署后,NASA主導的MSR出現多次變故,2023年9月NASA獨立審查委員會報告指出,該樣本返回任務的預算與進度預期"不切實際"。2026年1月,美國參議院投票決定削減該任務經費,實質上宣告了其終止。
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現在滿腔熱血的ESA也基本確定要終止ERO任務了,這就表示在MSR任務中最關鍵的一環已經壽終正寢:從火星軌道上對接并轉移樣品,然后從火星軌道上加速脫離并入射地球軌道,最終將在2033年或者某個適當的時候返回地球,帶回火星樣本,現在這個計劃已經被徹底取消!
火星采樣返回:NASA原本是想讓中國望而卻步的
MSR任務曾經被驚為天人,并且與那些遙遙無期的計劃不一樣,這個計劃是早就開始實施了!顧名思義也知道,火星采樣就是從火星帶回土壤或者巖石以及火星大氣樣本,這將是人類第四次從其他天體帶回樣本,也是第一次從行星級天體帶回樣本,并且還是極有可能存在生命的火星!
從NASA最早的規劃中,MSR任務組成部分與時間表大約有如下幾個關鍵環節:
- 第一步肯定是火星采樣任務:NASA的毅力號漫游車,已經于2020年7月30日發射,并于2021年2月1日抵達火星,目前已經展開采樣活動;
- 第二步是NASA的SFR(樣本取回漫游車),這個漫游車從毅力號采樣并標記好的位置帶回樣品并送至MAV(著陸飛升器),由于質量比較大,這步是單獨發射,早期計劃是2026年;
- 第三步是NASA的MAV(著陸飛升器),這個是著陸器搭載了一枚火星飛升的火箭,采樣漫游車帶回樣品后放置于火箭樣品倉,然后發射到火星軌道上等待,這步也是單獨發射,計劃在2027年;
- 第四步是ESA的ERO(火星采樣返回軌道器),ERO進入火星軌道,捕獲MAV發射的OS容器,進行密封處理。然后ERO返回地球,釋放Earth Entry System (EES),樣本在猶他州測試訓練場著陸。計劃發射時間是2027年秋,返回時間是2030或者2031年。
MSR任務中的毅力號已經發射并正在采集樣品,計劃采集38份樣品,包括火星巖石、土壤(regolith)和大氣樣本。從NASA在2025年7月24日公開的樣品采集數量是30份:27根巖芯樣本、2根風化層/土壤樣本、1根大氣樣本;
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毅力號樣品采集地點
之后公開的數據中沒有新增的樣本,不過毅力號目前狀況良好,這臺漫游車使用钚同位素電池,不受火星春夏秋冬季影響,甚至火星沙塵暴都對其影響不大,從最新的評估來看毅力號至少可以工作到2031年。
MSR任務確實驚為天人,四次發射帶回樣品,從規劃層面上來看絕對是高大上的計劃,中國國家航天局確實沒有能力實施如此龐大以及復雜的計劃,但是這個超級高端的計劃卻命運多舛!
毅力號望眼欲穿“接頭人”:但是已經沒有了
毅力號一直兢兢業業在火星采樣,但后續的計劃卻一變再變,首先是樣本取回漫游車(SFR)與火星上升飛行器(MAV)的變化,此前分兩次任務,但從地球到火星最近窗口也有5000萬公里,2年才一次發射窗口,一旦延誤錯過就要再等兩年,任務冗余度就沒了!
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最早的四次發射
因此在2022年,NASA將SFR任務和MAV任務合并為了SRL任務,計劃在2028年發射,并增加兩架機智號級直升機作為備份樣本回收手段確保任務成功。精簡了任務流程,從規劃層面確保了任務順利進行,事情似乎正在向好的方面發展,但墨菲定律表明不好的事情是必然會發生的。
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合并后三次發射
SRL任務簡化了流程,但任務中包含火星上升火箭、樣本轉移以及軌道捕獲等核心技術的成本與進度被嚴重低估。2023年9月,NASA組建第二次獨立審查委員會(IRB-2)報告發布,指出了如下幾個致命的問題點:
- 成本已飆升至84-109億美元(遠超早期70億估算);
- 2028年發射“幾乎不可能”,最早也要推遲到2030年代初,樣本返回最早2040年;
- 管理結構復雜、組織層級過多、技術成熟度不足、風險過高。
2023年11月,NASA就宣布項目暫停,需要重新規劃,毅力號采樣任務不受影響,但返回環節就需要重新商榷了!2024年4月,NASA局長Bill Nelson和科學任務副主任Nicola Fox確認原來的方案不合適,需要重新設計,需要將成本壓縮至50~70億美元內,樣本在2030年代返回。
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確實有多個新方案進入了評估,但成本居高不下,依然在70億美元頂格,2025年4~5月,特朗普更傾向于重返月球,再加上DOGE(政府效率部)精簡開支的壓力以及MSR任務嚴重超支,特朗普政府大幅削減NASA的開支50%,MSR任務已經搖搖欲墜。
2026年1月美國國會通過2026財年預算,明確不支持現有MSR計劃,實質終止經費支持。國會同時為“Mars Future Missions”保留約1.1億美元,用于未來可能的重啟方案研究。2026年3月18-19日,ESA第345次理事會會議后,成員國正式要求取消ERO任務!
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MSR任務已經正式取消了,就目前來看并沒有后續前往火星采樣的計劃!毅力號已經在火星待了5年又一個月,原本將會在2026年、也就是今年下半年會迎來“接頭人”,但是再也不會有了,從NASA的規劃上來看,毅力號的這些樣品有可能返回地球,但毅力號不可能在活著的時候等到這個來取樣的“快遞小哥”。
不如中國去把毅力號樣品撿了?
就如外媒報道的那樣,目前全球唯一可執行并且還在穩定推進的就是中國的“天問-3”計劃,這個中國國家航天局正在推進的“天問”系列第三次任務,是目前全球最現實、最具可行性的火星樣本返回方案,有望成為人類歷史上首次實現火星樣本返回的任務。
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天問三號采用雙發射、雙航天器的架構,相對NASA原MSR計劃更精簡,兩枚長征五號(Long March 5)火箭在2028年晚期的同一火星發射窗口分別發射:
- 著上服組合體(Lander-Ascender-Servicer):著陸器 + 上升器 + 服務器(可能包含小型多足機器人或無人機輔助采樣)。
- 軌返組合體(Orbiter + Earth Return Vehicle):火星軌道器 + 地球返回器。
如下為采樣返回步驟:
- 著陸器在火星表面著陸后,使用以下采樣方式收集樣本:
- 表面鏟取(scooping)。
- 鉆取地下約2米深的巖芯(鉆頭可穿透輻射和化學腐蝕層,保護潛在生物跡象)。
- 可能部署小型無人機/機器人,在著陸點數百米范圍內采集多樣化樣本。
- 上升器將裝有樣本的容器(至少500克)從火星表面發射至火星軌道。
- 軌道交會對接:上升器與已在軌等待的軌道器對接,將樣本轉移到返回器。
- 地球返回:返回器攜帶樣本高速再入地球大氣層,在地面回收。
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整個任務帶大型漫游車,也就是不存在邊走邊踩然后一路丟再去一個個找回來這種模式,主要依賴著陸器固定區域+輔助機器人采樣,簡化了設計和風險。所以就被網友戲稱為“挖一勺就走”的戰術,這個最早就是筆者描述的,各位可以搜下那個“挖一勺子就走”最早文章出處。
“天問-3”的時間表是2028年下半年,分前后兩次發射,相差可能在1個月左右,最大的可能是在11月和12月,目標是在2031年將火星樣本送回地球,計劃返回不少于500克火星樣本(表面+地下),2026年底將會選定三個著陸選區。
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目前天問-3計劃執行已進入正樣研制階段,據公開報道稱關鍵技術已經突破!從結構來看與嫦娥系列多次月球采樣的結構非常相似,都是著陸+鉆芯取樣+飛升入軌,然后軌道對接轉移樣品并返回,著陸器最大不同是火星是有大氣的,所以在著陸過程中差異會非常大。
另外飛升火箭因為火星比月球入軌速度更大,所以在設計上也大不相同,不過兩者結構基本沒啥大差別。軌道對接返回也類似,月球軌道對接是38萬公里外對接,但火星軌道可能超過數億公里,這個操控難度極大。
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從月球采樣經驗移植并改進到火星上是最穩妥可靠的,NASA從未實施過類似的完整計劃,并且計劃又好高騖遠,完全沒有考慮到NASA在航天計劃后技術底子已經被完全掏空,無論計劃規劃還是實施以及對進度的掌控都存在極其嚴重的問題,重返月球的SLS火箭,幾乎都用了航天飛機時代的發動機技術,不僅時間超時,并且一次發射資金超過20億美元,NASA現在除了A錢外其他都不夠專業了!
中國能截胡嗎?直接抄了MSR的后路?
這個主意如何?截胡美國火星采樣返回的樣品,中國的“天問-3”計劃是落地挖一勺就走,NASA的MSR計劃是精心采樣,邊走邊研究,一旦有感興趣的樣品就采集封裝,從方式來看MSR顯然更合理,并且樣本還是精心挑選的。
所以從這個角度看,MSR計劃一旦終止執行,那么這些精心挑選的樣品就只能在火星上曬太陽了,要是按NASA的節奏,估計2040年都回不來,一旦美國衰落,這些樣品基本就不可能返回地球了,那不是非常可惜?
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“天問-3”直接去取毅力號采集的樣本?計劃中確實有可能會攜帶小型飛行器,類似于毅力號攜帶的“機智號”。不過“機智號”沒有樣本直接抓取能力,也沒有設計除了自身搭載以外的任何載荷能力,不過NASA為火星樣本返回(MSR)任務SRL(著陸上升采樣一體)的計劃中有兩架直升機,其有效載荷大約為280克,可以抓取樣本。
毅力號留下的樣本大約是空管55克+樣本15克,合計在70克左右,只要按SRL任務中的直升機設計,天問-3計劃如果落點在毅力號著陸區范圍,如果直升機能帶回樣品,從理論上來看似乎有可能。
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不過呢各位也不要考慮這個可能性,首先中國不會干這種截胡的事情,其次是返回樣品倉的設計,NASA是適合這種密封管的大樣品倉,中國適合“散貨”的整體密封倉,兩個差異可不是比一般的大,除非NASA出大價錢請中國修改設計帶回樣品,在目前中美兩國如此關系下,除非中國打算惡心一下美國,否則是絕對不會干這種事情的!
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