欧洲的这个决定对“火星采样返回计划”来说基本就是死刑缓期2年执行!或者说是对火星采样返回计划的棺材板盖上的钉子
已经钉敲入了一半,尽管还不能最终盖棺定论,但最终的结局可以说已经没有任何差别!
火星采样返回是NASA历史上仅比重返月球的规模略小的计划,其先导性采样任务的毅力号早就已经抵达火星并正在采样,到目前为止采样任务基本接近尾声!然而返回航天器计划却泡汤了,网友建议,中国火星采样返回计划不如直接去捡了毅力号的样品管?
欧洲也不干了!NASA火星采样已被判死刑
欧洲航天网在28日刊发了资深媒体记者安德鲁·帕森斯对“第345届ESA理事会会议”深度报道与分析的文章,尽管这个会议早在3月18~19日就已经举行,会后的记者会问题回答环节也已经披露惊人消息的引子,安德鲁·帕森斯捋顺了前因后果之后终于得以让这篇报道大白于媒体:
欧洲航天局(ESA)成员国已正式要求取消地球返回轨道器(Earth Return Orbiter)任务
这是ESA(欧空局)参与的NASA主导的MSR(火星样品返回)任务时承接的ERO(火星采样返回轨道器)的研发任务,之后ESA将这个任务承包给了空中客车防务与航天公司,双方于2020年10月签订了4.91亿欧元的合同。
在合同签署后,NASA主导的MSR出现多次变故,2023年9月NASA独立审查委员会报告指出,该样本返回任务的预算与进度预期"不切实际"。2026年1月,美国参议院投票决定削减该任务经费,实质上宣告了其终止。
现在满腔热血的ESA也基本确定要终止ERO任务了,这就表示在MSR任务中最关键的一环已经寿终正寝:从火星轨道上对接并转移样品,然后从火星轨道上加速脱离并入射地球轨道,最终将在2033年或者某个适当的时候返回地球,带回火星样本,现在这个计划已经被彻底取消!
火星采样返回:NASA原本是想让中国望而却步的
MSR任务曾经被惊为天人,并且与那些遥遥无期的计划不一样,这个计划是早就开始实施了!顾名思义也知道,火星采样就是从火星带回土壤或者岩石以及火星大气样本,这将是人类第四次从其他天体带回样本,也是第一次从行星级天体带回样本,并且还是极有可能存在生命的火星!
从NASA最早的规划中,MSR任务组成部分与时间表大约有如下几个关键环节:
- 第一步肯定是火星采样任务:NASA的毅力号漫游车,已经于2020年7月30日发射,并于2021年2月1日抵达火星,目前已经展开采样活动;
- 第二步是NASA的SFR(样本取回漫游车),这个漫游车从毅力号采样并标记好的位置带回样品并送至MAV(着陆飞升器),由于质量比较大,这步是单独发射,早期计划是2026年;
- 第三步是NASA的MAV(着陆飞升器),这个是着陆器搭载了一枚火星飞升的火箭,采样漫游车带回样品后放置于火箭样品仓,然后发射到火星轨道上等待,这步也是单独发射,计划在2027年;
- 第四步是ESA的ERO(火星采样返回轨道器),ERO进入火星轨道,捕获MAV发射的OS容器,进行密封处理。然后ERO返回地球,释放Earth Entry System (EES),样本在犹他州测试训练场着陆。计划发射时间是2027年秋,返回时间是2030或者2031年。
MSR任务中的毅力号已经发射并正在采集样品,计划采集38份样品,包括火星岩石、土壤(regolith)和大气样本。从NASA在2025年7月24日公开的样品采集数量是30份:27根岩芯样本、2根风化层/土壤样本、1根大气样本;
毅力号样品采集地点
之后公开的数据中没有新增的样本,不过毅力号目前状况良好,这台漫游车使用钚同位素电池,不受火星春夏秋冬季影响,甚至火星沙尘暴都对其影响不大,从最新的评估来看毅力号至少可以工作到2031年。
MSR任务确实惊为天人,四次发射带回样品,从规划层面上来看绝对是高大上的计划,中国国家航天局确实没有能力实施如此庞大以及复杂的计划,但是这个超级高端的计划却命运多舛!
毅力号望眼欲穿“接头人”:但是已经没有了
毅力号一直兢兢业业在火星采样,但后续的计划却一变再变,首先是样本取回漫游车(SFR)与火星上升飞行器(MAV)的变化,此前分两次任务,但从地球到火星最近窗口也有5000万公里,2年才一次发射窗口,一旦延误错过就要再等两年,任务冗余度就没了!
最早的四次发射
因此在2022年,NASA将SFR任务和MAV任务合并为了SRL任务,计划在2028年发射,并增加两架机智号级直升机作为备份样本回收手段确保任务成功。精简了任务流程,从规划层面确保了任务顺利进行,事情似乎正在向好的方面发展,但墨菲定律表明不好的事情是必然会发生的。
合并后三次发射
SRL任务简化了流程,但任务中包含火星上升火箭、样本转移以及轨道捕获等核心技术的成本与进度被严重低估。2023年9月,NASA组建第二次独立审查委员会(IRB-2)报告发布,指出了如下几个致命的问题点:
- 成本已飙升至84-109亿美元(远超早期70亿估算);
- 2028年发射“几乎不可能”,最早也要推迟到2030年代初,样本返回最早2040年;
- 管理结构复杂、组织层级过多、技术成熟度不足、风险过高。
2023年11月,NASA就宣布项目暂停,需要重新规划,毅力号采样任务不受影响,但返回环节就需要重新商榷了!2024年4月,NASA局长Bill Nelson和科学任务副主任Nicola Fox确认原来的方案不合适,需要重新设计,需要将成本压缩至50~70亿美元内,样本在2030年代返回。
确实有多个新方案进入了评估,但成本居高不下,依然在70亿美元顶格,2025年4~5月,特朗普更倾向于重返月球,再加上DOGE(政府效率部)精简开支的压力以及MSR任务严重超支,特朗普政府大幅削减NASA的开支50%,MSR任务已经摇摇欲坠。
2026年1月美国国会通过2026财年预算,明确不支持现有MSR计划,实质终止经费支持。国会同时为“Mars Future Missions”保留约1.1亿美元,用于未来可能的重启方案研究。2026年3月18-19日,ESA第345次理事会会议后,成员国正式要求取消ERO任务!
MSR任务已经正式取消了,就目前来看并没有后续前往火星采样的计划!毅力号已经在火星待了5年又一个月,原本将会在2026年、也就是今年下半年会迎来“接头人”,但是再也不会有了,从NASA的规划上来看,毅力号的这些样品有可能返回地球,但毅力号不可能在活着的时候等到这个来取样的“快递小哥”。
不如中国去把毅力号样品捡了?
就如外媒报道的那样,目前全球唯一可执行并且还在稳定推进的就是中国的“天问-3”计划,这个中国国家航天局正在推进的“天问”系列第三次任务,是目前全球最现实、最具可行性的火星样本返回方案,有望成为人类历史上首次实现火星样本返回的任务。
天问三号采用双发射、双航天器的架构,相对NASA原MSR计划更精简,两枚长征五号(Long March 5)火箭在2028年晚期的同一火星发射窗口分别发射:
- 着上服组合体(Lander-Ascender-Servicer):着陆器 + 上升器 + 服务器(可能包含小型多足机器人或无人机辅助采样)。
- 轨返组合体(Orbiter + Earth Return Vehicle):火星轨道器 + 地球返回器。
如下为采样返回步骤:
- 着陆器在火星表面着陆后,使用以下采样方式收集样本:
- 表面铲取(scooping)。
- 钻取地下约2米深的岩芯(钻头可穿透辐射和化学腐蚀层,保护潜在生物迹象)。
- 可能部署小型无人机/机器人,在着陆点数百米范围内采集多样化样本。
- 上升器将装有样本的容器(至少500克)从火星表面发射至火星轨道。
- 轨道交会对接:上升器与已在轨等待的轨道器对接,将样本转移到返回器。
- 地球返回:返回器携带样本高速再入地球大气层,在地面回收。
整个任务带大型漫游车,也就是不存在边走边踩然后一路丢再去一个个找回来这种模式,主要依赖着陆器固定区域+辅助机器人采样,简化了设计和风险。所以就被网友戏称为“挖一勺就走”的战术,这个最早就是笔者描述的,各位可以搜下那个“挖一勺子就走”最早文章出处。
“天问-3”的时间表是2028年下半年,分前后两次发射,相差可能在1个月左右,最大的可能是在11月和12月,目标是在2031年将火星样本送回地球,计划返回不少于500克火星样本(表面+地下),2026年底将会选定三个着陆选区。
目前天问-3计划执行已进入正样研制阶段,据公开报道称关键技术已经突破!从结构来看与嫦娥系列多次月球采样的结构非常相似,都是着陆+钻芯取样+飞升入轨,然后轨道对接转移样品并返回,着陆器最大不同是火星是有大气的,所以在着陆过程中差异会非常大。
另外飞升火箭因为火星比月球入轨速度更大,所以在设计上也大不相同,不过两者结构基本没啥大差别。轨道对接返回也类似,月球轨道对接是38万公里外对接,但火星轨道可能超过数亿公里,这个操控难度极大。
从月球采样经验移植并改进到火星上是最稳妥可靠的,NASA从未实施过类似的完整计划,并且计划又好高骛远,完全没有考虑到NASA在航天计划后技术底子已经被完全掏空,无论计划规划还是实施以及对进度的掌控都存在极其严重的问题,重返月球的SLS火箭,几乎都用了航天飞机时代的发动机技术,不仅时间超时,并且一次发射资金超过20亿美元,NASA现在除了A钱外其他都不够专业了!
中国能截胡吗?直接抄了MSR的后路?
这个主意如何?截胡美国火星采样返回的样品,中国的“天问-3”计划是落地挖一勺就走,NASA的MSR计划是精心采样,边走边研究,一旦有感兴趣的样品就采集封装,从方式来看MSR显然更合理,并且样本还是精心挑选的。
所以从这个角度看,MSR计划一旦终止执行,那么这些精心挑选的样品就只能在火星上晒太阳了,要是按NASA的节奏,估计2040年都回不来,一旦美国衰落,这些样品基本就不可能返回地球了,那不是非常可惜?
“天问-3”直接去取毅力号采集的样本?计划中确实有可能会携带小型飞行器,类似于毅力号携带的“机智号”。不过“机智号”没有样本直接抓取能力,也没有设计除了自身搭载以外的任何载荷能力,不过NASA为火星样本返回(MSR)任务SRL(着陆上升采样一体)的计划中有两架直升机,其有效载荷大约为280克,可以抓取样本。
毅力号留下的样本大约是空管55克+样本15克,合计在70克左右,只要按SRL任务中的直升机设计,天问-3计划如果落点在毅力号着陆区范围,如果直升机能带回样品,从理论上来看似乎有可能。
不过呢各位也不要考虑这个可能性,首先中国不会干这种截胡的事情,其次是返回样品仓的设计,NASA是适合这种密封管的大样品仓,中国适合“散货”的整体密封仓,两个差异可不是比一般的大,除非NASA出大价钱请中国修改设计带回样品,在目前中美两国如此关系下,除非中国打算恶心一下美国,否则是绝对不会干这种事情的!
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