火星样本返回计划有变

美国宇航局（NASA）和欧空局（ESA）7月27日公布了将火星岩石和土壤样本带回地球的项目最终架构。该计划相较之前公布内容的一个重大变化是2030年，将不再通过新发射由ESA制造的“火星采样车”帮助收集材料，而是计划由NASA的“毅力”号火星车（自2021年起便停留在火星）直接交付样本。

此外，作为备份，设计用于将样本送回地球的着陆器，将搭载两架基于成功应用的“机智”号火星直升机设计的小型火星直升机，它们将在“毅力”号失败的情况下继续收集样本。

“‘毅力’号的可靠性和预期寿命使我们有信心在2030年将样本运送到火星样品上升器。”火星样本返回项目负责人Jeff Gramling说，此外，即将在火星运行10周年的“好奇”号火星探测器的表现，增强了人们对“毅力”号完成任务的信心。

火星直升机是样本返回任务的可靠后备力量，“机智”号的成功应用和在火星上的起落表现，证明了该技术的实用性。这也使NASA和ESA摆脱了样本回收新计划面临的技术困境。

今年早些时候的可行性研究表明，搭载ESA制造的火星采样车将使2030年火星样品回收的着陆器过于沉重而无法安全着陆，那么火星采样车和着陆系统不得不单独搭载在另一个航天器上，最初估计约须70亿美元的样品回收项目费用将大大增加。

小型火星直升机解决了上述问题，“使用一个着陆器总比两个要便宜。”Gramling说。

目前，“毅力”号已经收集了11中不同的岩石样本，每种分别放置在两根笔筒大小的管内，为了保险，其中一根将保存在火星表面，另一根送回地球。

如果一切顺利，按照计划，2030年NASA着陆器将在“毅力”号工作地点附近着陆，待“毅力”号驶近后，ESA制造的机械臂逐个将样本管取出并放置在一个篮球大小的球形容器内。其间，如果“毅力”号，出现问题，着陆器上搭载的两架火星直升机将发挥作用——把样本管抓取回着陆器，再有机械臂转移打包。

2031年初，着陆器搭载的一枚火箭将把样本容器送入火星轨道，由ESA建造的返回器诱捕、打包，然后送回地球。2033年，一个碟形降落舱会搭载样本降落在美国犹他州的沙漠中。