预算大削的NASA计划与私人太空企业共同开始火星取样任务

NASA火星取样任务的概念图（图源: NASA/JPL-Caltech）

NASA陷入困境的火星取样任务可能有了新的生命线：私人太空公司火箭实验室（Rocket Lab ）提出了一项提案来帮助挽救这项任务。

当毅力号火星车与2021年着陆火星时，NASA计划最早在21世纪30年代开展火星采样返回任务，该任务计划通过火星车去采集火星土壤，岩石及空气样本，并送回地球进行详细的研究。研究人员希望通过研究这些样本而推断火星过去的环境，并推算火星上曾经存在生命的可能性。

然而，尽管毅力号一直在火星表面愉快地前行，从杰泽罗陨石坑的古老河流三角洲及其周围收集样本，但是NASA与ESA（欧洲空间局）的联合火星取样返回计划却有被毙掉的风险。

一个独立委员审查会在评估过NASA的计划过后，认为该计划有着“不切实际的预算和计划时间表”，这次火星取样返回计划的预算已经从之前的70亿美元涨到了现在的110亿美元，超出了詹姆斯韦伯望远镜100亿美元的预算，而后者也大大的超出了原有预算。由于NASA最近的预算削减，计划中原定的21世纪30年代进行的火星采样返回计划被推迟到了2040年。这是NASA和行星科学界不愿接受的，因此他们开始另辟蹊径。

因此，在2024年4月，NASA开始寻求帮助，征求任何更快，更好，更便宜的火星采样返回计划。NASA 向 10 份提案提出了进一步的调查意愿，并资助了为期 90 天的设计研究。最终，总部位于加利福尼亚州的火箭实验室被选为NASA最终的合作伙伴。

NASA最初的采样计划雄心勃勃的。该计划涉及三艘独立的航天器，首先，一个着陆器会在距离毅力号60米内降落，着陆器会在着陆后释放两个直升机（直升机的结构类似于毅力号携带的机智号直升飞机）。直升机将从着陆器起飞，降落在火星车附近并采集样本，随后飞回着陆器。着陆器会用机械臂取出直升机采集的样本并装载到火星上升飞行器上（一个二级火箭，将于着陆器一起降落在火星上）。样本装载完毕后，火箭将先被投射至4.5米的高度，然后点燃引擎（防止对着陆器造成损伤）。当火箭脱离火星引力时，它会与绕火星运动的返回器链接，并返回地球。

虽然ESA负责设计并建造的返回器已经步入正轨，但是NASA设计的过于复杂的着陆器和返回器使这次计划的难度直线上升。火箭实验室的加入则有机会重新盘活这个计划，NASA希望火箭实验室可以简化这次任务的复杂度，并加快回收样本的时间。

“从火星取回样本是人类迄今为止最雄心勃勃、科学意义最重大的事业之一，“火箭实验室创始人兼CEO彼得·贝克说。

在设计研究完成之前，火箭实验室对其提案的具体内容守口如瓶。NASA并不保证会采取火箭实验室的设计，但是该公司的确有过行星际探索的经验。NASA即将启动的 ESCAPADE（逃逸和等离子体加速与动力学探索者）任务将研究太阳风如何与火星残余的磁场和大气相互作用，该任务中有两个孪生飞行器就是火箭实验室建造的。与此同时，火箭实验室 还为 NASA 的 CAPSTONE（地月自主定位系统技术操作和导航实验）任务提供了立方卫星，以测试NASA计划建造的月球空间站的绕月轨道的稳定性。但是这次火星采样返回任务将是火箭实验室创立以来所进行的最复杂的任务。

尽管如此，但是贝克对火箭实验室和NASA的合作持乐观态度，“近年来，我们系统地实施了成本低收益高的行星科学战略，使我们成为了低价高效执行火星取样返回任务的不二人选”，他说，“我们希望利用火箭实验室经过验证的能力，提供令人信服的创新任务方案，让火星岩石更快地交到科学家手中。

BY: Keith Cooper

FY: Chen Li

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