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火星樣本返回任務的前景並不光明。
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美國太空總署正在追求一項極其重要的任務，即尋找地球以外的生命跡象。然而，他們的火星樣本返回計畫遭遇了一些困難，原本預估的預算從50億美元激增至超過110億美元，並且樣本返回的預定日期可能會延遲到2040年。
這個任務將是第一次嘗試將火星的岩石樣本帶回地球，以供科學家進行分析，檢測其中是否存在過去的生命跡象。
NASA的局長比爾尼爾森在近日的記者會上表示，目前該任務的成本過高，進展速度過慢。為了尋求更快速、更具成本效益的解決方案，美國太空總署給予私人公司一個月的時間提交建議。
火星被視為尋找地球以外生命的最佳目標，如果美國太空總署這個雄心勃勃的任務失敗，科學家們將失去更多了解這顆紅色星球的機會。
火星的宜居性
1976年，美國國家航空暨太空總署/NASA首次踏上了火星的表面，發現這顆行星是一片寒冷的沙漠。缺乏厚實的大氣層使得這個星球無法承受太陽的紫外線輻射，不宜居住。然而，在過去的十年裡進行的研究表明，數十億年前地球可能曾經變得更加溫暖和潮濕。
好奇號和毅力號火星車的資料表明，地球的早期環境可能適合微生物生存。它們在遙遠的歷史中發現了生命的化學成分以及地表水的跡象。好奇號於2012年登陸火星，目前仍在活躍，而其雙胞胎毅力號於2021年登陸火星，將在樣本返回任務中扮演至關重要的角色。
1996年，NASA首次在火星岩石中尋找生命的跡象。這塊隕石是一塊來自火星的碎片，距今約13,000年前落入南極洲，並於1984年被回收。科學家對於這塊隕石是否曾經存在過生物存在存在著分歧，但如今大多數科學家認為沒有足夠的證據表明這塊岩石含有化石。
過去40年來，地球上發現了數百顆火星隕石。它們被視為掉落到地球上的免費樣本，因此雖然研究它們似乎很直觀，但科學家無法確定這些隕石來自火星的哪個地區。此外，它們經歷了從地球表面撞擊而飛出的暴力事件，這些事件容易破壞或改變岩石中生命的微妙證據。
從一個已知過去適合生命存在的地區帶回樣本是無可取代的。因此，該機構面臨著每盎司7億美元的標價，使得這些樣品成為有史以來收集到的最昂貴材料之一。
一項引人注目且複雜的使命
將火星岩石帶回地球是美國太空總署有史以來面臨的最具挑戰性的任務，而第一階段已經展開。毅力號已成功收集了兩打岩石和土壤樣本，並將它們存放在傑澤羅隕石坑的底部。這個地區可能曾經被水淹沒，可能曾孕育生命。流動站將樣本插入試管大小的容器中。一旦漫遊車裝滿所有樣本管，它就會收集它們並將它們帶到美國宇航局樣本回收著陸器的降落點。樣本回收著陸器包括一枚火箭，用於將樣本送入火星軌道。
歐洲太空總署設計了一個地球返回軌道飛行器，將與在軌道上的火箭進行交會並捕獲籃球大小的樣本容器。然後，樣本將自動密封到生物防護系統中，並轉移到地球返回艙中，這是地球返回軌道飛行器的一部分。回家途中，返回艙將在降落傘的幫助下降落到地球表面。
這次任務的複雜編排是前所未有的，涉及漫遊車、登陸器、火箭、軌道飛行器以及兩個太空機構的協調。預算膨脹和時間過長是這個挑戰性任務面臨的主要問題。
火星樣本回報使得美國宇航局的預算出現了缺口，這對其他急需資金的任務構成了威脅。最近，NASA旗下的噴射推進實驗室剛剛解雇了500多名員工。火星樣本回傳任務的預算缺口很可能是裁員的部分原因，但也歸結於噴射推進實驗室涉足的行星任務過多，預算因此被削減。
在過去的一年裡，獨立審查委員會的報告和美國太空總署監察長辦公室的報告都對樣本返回任務的可行性表達了深切擔憂。這些報告指出了該任務設計過於複雜，並關注通貨膨脹、供應鏈問題以及不切實際的成本和進度估計等問題。
美國宇航局也感受到了來自國會的壓力。在2024財年，參議院撥款委員會削減了NASA的行星科學預算超過5億美元。如果美國太空總署無法控制成本，該任務甚至可能被取消。
新挑戰下的解決方案
面對這些挑戰，美國太空總署呼籲私人企業進行創新設計，旨在降低任務成本和複雜性。設計研究截止日期為5月17日，對於如此具有挑戰性的設計工作來說，這是一個極其緊迫的時間表。私人公司很難改進噴射推進實驗室專家十多年來所製定的計畫。
在這種情況下，商業航天公司SpaceX是一個重要的潛在參與者。NASA已經與SpaceX就美國重返月球展開合作。對於阿耳忒彌斯III任務，SpaceX將嘗試50多年來首次將人類送上月球。然而，SpaceX將用於阿耳忒彌斯的大型星艦火箭只進行了三次試飛，在NASA信任其運送載人貨物之前還需要進行更多的開發。
原則上，星艦火箭可以在兩年的任務中帶回大量火星岩石，而且成本也低得多。但星艦也伴隨著巨大的風險和不確定性。目前尚不清楚該火箭是否能夠返回毅力號已經收集的樣本。
星艦使用發射台，回程時需加油。但傑澤羅隕石坑沒有發射台或加油站。Starship的設計目的是載人，但如果太空人前往火星採集樣本，SpaceX將需要一枚比其迄今為止測試過的火箭更大的Starship火箭。
派遣太空人還會帶來額外的風險和成本，而且使用人員的策略最終可能會比美國太空總署目前的計畫更加複雜。面對所有這些壓力和限制，美國太空總署選擇看看私部門是否能夠拿出一個成功的解決方案。下個月我們就會知道答案，發展如何敬請期待。
