现在在探索火星方面,中国、美国成为了最主要的玩家,因为只有这两个国家能够将火星车送上火星表面,并且在火星表面进行巡视。除此之外,也只有这两个国家的火星取样任务正在推进中。不过,虽然美国在火星探测方面的技术领先,经验也比我们更加丰富,但是在火星取样这一个任务方面,可能要被我们中国弯道超车了。
在此之前,我们计划在2030年前后发射天问三号探测器去火星取样返回地球,到2033年左右拿到火星的样品。在去年9月份,我国将火星取样返回地球任务的时间提前了2年左右,计划在2028年前后发射天问三号探测器前往火星取样,最早可能在2031年将火星样本带回地球。当时这一个消息公布以后,引起了世界范围的关注、热议。
在1957年,前苏联抢先一步将世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”发射到了近地轨道,当时这一个事件给美国带来了巨大的冲击,很多人称之为“斯普特尼克时刻”。现在我们的火星取样返回地球的任务提前了2年时间,如果我们能够顺利完成这一个壮举,又将会成为一个“斯普特尼克时刻”。
因为到目前为止,都没有一个国家能够去火星完成采样返回地球的任务,虽然美国也有火星取样返回地球的计划,当前正在火星表面运行的毅力号火星车已经采集好火星样品并且用特制试管封存了起来。
现在就等美国发射新的探测器登陆到毅力号火星车存放样品的地方,使用机械臂抓取样本管,最后把这些样品带回地球。从这一点来看,美国的火星取样任务似乎要比我们更进一步,然而在去把火星样品带回地球这方面,美国可能要落后于我们了。
一切都顺利的话,我们的天问三号探测器就会在2028年前后发射升空,随后在2031年前后就能把火星的样品带回来。从时间来看,预计就是再过3-4年时间,天问三号探测器就会发射了,再过6年左右我们就能拿到火星样品了,那是人类历史上第一批从火星带回地球的样品。
相比之下,美国的火星取样返回地球的任务就没那么顺利了,由于预算超支等原因,之前美国一度表示可能要到2040年才能拿到火星的样品,那样的话我们就会领先美国9年时间。
按照计划,我们在2028年在文昌发射场用40天左右时间,发射2枚长征五号火箭,将天问三号的轨道器、返回器组合体和着陆器、上升器组合体分别发射升空。从这里可以看得出,火箭其实已经有现成的了,现在主要的任务就是完成探测器的研制工作、测试工作。
目前中美双方还没透露太多关于火星取样任务的细节,不过由于是人类历史上的首次火星取样任务,所以哪怕我们只是在火星上面带回一点点样品并且返回地球,就算是成功了。毕竟火星与地球的距离实在是太遥远了,最近距离都达到5500万公里,最远距离更是达到4亿公里。
这么遥远的距离,对于探测器、地面指挥中心来说,都是巨大的挑战,我们没法实时掌握探测器的飞行情况、运行情况,整个登陆火星、火星取样、火星表面起飞、火星轨道交会对接、火星轨道返回地球等过程,完全都需要由探测器自主来实现。任何一个环节出现错误,都可能会导致任务的失败。
NASA调整火星样本取回任务
现在NASA也对火星取样返回地球的任务进行了调整,确定了2个潜在的方案,希望能够大幅度降低火星取样返回地球任务的成本并提前完成这一个任务。第一种方案是采用火箭动力“天空起重机”系统进行着陆,之前的毅力号火星车、好奇号火星车都是采用这一种技术进行登陆,这个预算大约为66亿至77亿美元。
另一种方案则委托私营企业提供着陆系统,第二个方案的成本相对较低一些,预算大约为58亿至71亿美元。虽然整个预算也相当高,但是比之前80亿至110亿美元的预算少了很多。
NASA 局长比尔?纳尔逊表示,如果美国国会能够给他们提供充足的资金,那美国最早能在2035年就将火星的样品带回地球。如果顺利的话,确实是比之前计划的2040年的时间表提前了几年时间,但是还是落后于我们,至少落后4年时间。
如果是这样的话,对于美国也好,对于其他国家来说也好,这都会引起巨大的轰动。因为美国在探索火星方面原本是领先我们的,然而在火星取样方面我们却弯道超车了,不仅是领先美国,而且是领先美国好几年。这也意味着我们在从之前的追赶状态,正在变成超越的状态了,在某些方面正在和美国方面开始“拉开了差距”,变成美国追赶我们了。
虽然美国在这方面很可能要被我们超越了,但是NASA 局长比尔?纳尔逊还不承认这一个事实,他认为中美两个国家的火星取样任务是两项完全不同的任务,认为两者之间没有可比性。他表示我们的探测器着陆点就是采样点,而美国毅力号火星车采集样品的地点是经过挑选的,有助于科学家研究“数百万年前的火星历史”。