要点:
火星样本返回任务的前景并不光明。
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美国太空总署正在追求一项极其重要的任务，即寻找地球以外的生命迹象。然而，他们的火星样本返回计画遭遇了一些困难，原本预估的预算从50亿美元激增至超过110亿美元，并且样本返回的预定日期可能会延迟到2040年。
这个任务将是第一次尝试将火星的岩石样本带回地球，以供科学家进行分析，检测其中是否存在过去的生命迹象。
NASA的局长比尔尼尔森在近日的记者会上表示，目前该任务的成本过高，进展速度过慢。为了寻求更快速、更具成本效益的解决方案，美国太空总署给予私人公司一个月的时间提交建议。
火星被视为寻找地球以外生命的最佳目标，如果美国太空总署这个雄心勃勃的任务失败，科学家们将失去更多了解这颗红色星球的机会。
火星的宜居性
1976年，美国国家航空暨太空总署/NASA首次踏上了火星的表面，发现这颗行星是一片寒冷的沙漠。缺乏厚实的大气层使得这个星球无法承受太阳的紫外线辐射，不宜居住。然而，在过去的十年里进行的研究表明，数十亿年前地球可能曾经变得更加温暖和潮湿。
好奇号和毅力号火星车的资料表明，地球的早期环境可能适合微生物生存。它们在遥远的历史中发现了生命的化学成分以及地表水的迹象。好奇号于2012年登陆火星，目前仍在活跃，而其双胞胎毅力号于2021年登陆火星，将在样本返回任务中扮演至关重要的角色。
1996年，NASA首次在火星岩石中寻找生命的迹象。这块陨石是一块来自火星的碎片，距今约13,000年前落入南极洲，并于1984年被回收。科学家对于这块陨石是否曾经存在过生物存在存在着分歧，但如今大多数科学家认为没有足够的证据表明这块岩石含有化石。
过去40年来，地球上发现了数百颗火星陨石。它们被视为掉落到地球上的免费样本，因此虽然研究它们似乎很直观，但科学家无法确定这些陨石来自火星的哪个地区。此外，它们经历了从地球表面撞击而飞出的暴力事件，这些事件容易破坏或改变岩石中生命的微妙证据。
从一个已知过去适合生命存在的地区带回样本是无可取代的。因此，该机构面临着每盎司7亿美元的标价，使得这些样品成为有史以来收集到的最昂贵材料之一。
一项引人注目且复杂的使命<br data-mce-fragment="1">将火星岩石带回地球是美国太空总署有史以来面临的最具挑战性的任务，而第一阶段已经展开。毅力号已成功收集了两打岩石和土壤样本，并将它们存放在杰泽罗陨石坑的底部。这个地区可能曾经被水淹没，可能曾孕育生命。流动站将样本插入试管大小的容器中。一旦漫游车装满所有样本管，它就会收集它们并将它们带到美国宇航局样本回收着陆器的降落点。样本回收着陆器包括一枚火箭，用于将样本送入火星轨道。
欧洲太空总署设计了一个地球返回轨道飞行器，将与在轨道上的火箭进行交会并捕获篮球大小的样本容器。然后，样本将自动密封到生物防护系统中，并转移到地球返回舱中，这是地球返回轨道飞行器的一部分。回家途中，返回舱将在降落伞的帮助下降落到地球表面。
这次任务的复杂编排是前所未有的，涉及漫游车、登陆器、火箭、轨道飞行器以及两个太空机构的协调。预算膨胀和时间过长是这个挑战性任务面临的主要问题。
火星样本回报使得美国宇航局的预算出现了缺口，这对其他急需资金的任务构成了威胁。最近，NASA旗下的喷射推进实验室刚刚解雇了500多名员工。火星样本回传任务的预算缺口很可能是裁员的部分原因，但也归结于喷射推进实验室涉足的行星任务过多，预算因此被削减。
在过去的一年里，独立审查委员会的报告和美国太空总署监察长办公室的报告都对样本返回任务的可行性表达了深切担忧。这些报告指出了该任务设计过于复杂，并关注通货膨胀、供应链问题以及不切实际的成本和进度估计等问题。
美国宇航局也感受到了来自国会的压力。在2024财年，参议院拨款委员会削减了NASA的行星科学预算超过5亿美元。如果美国太空总署无法控制成本，该任务甚至可能被取消。
新挑战下的解决方案<br data-mce-fragment="1">面对这些挑战，美国太空总署呼吁私人企业进行创新设计，旨在降低任务成本和复杂性。设计研究截止日期为5月17日，对于如此具有挑战性的设计工作来说，这是一个极其紧迫的时间表。私人公司很难改进喷射推进实验室专家十多年来所制定的计画。
在这种情况下，商业航天公司SpaceX是一个重要的潜在参与者。 NASA已经与SpaceX就美国重返月球展开合作。对于阿耳忒弥斯III任务，SpaceX将尝试50多年来首次将人类送上月球。然而，SpaceX将用于阿耳忒弥斯的大型星舰火箭只进行了三次试飞，在NASA信任其运送载人货物之前还需要进行更多的开发。
原则上，星舰火箭可以在两年的任务中带回大量火星岩石，而且成本也低得多。但星舰也伴随着巨大的风险和不确定性。目前尚不清楚该火箭是否能够返回毅力号已经收集的样本。
星舰使用发射台，回程时需加油。但杰泽罗陨石坑没有发射台或加油站。 Starship的设计目的是载人，但如果太空人前往火星采集样本，SpaceX将需要一枚比其迄今为止测试过的火箭更大的Starship火箭。
派遣太空人还会带来额外的风险和成本，而且使用人员的策略最终可能会比美国太空总署目前的计画更加复杂。面对所有这些压力和限制，美国太空总署选择看看私部门是否能够拿出一个成功的解决方案。下个月我们就会知道答案，发展如何敬请期待。
