美國宇航局 (NASA) 手頭有一個行星級難題。具有諷刺意味的是，它的根源在地球上：國會每年向太空機構只發放涓涓細流般的資金，這種政策看似精打細算，實則目光短淺，阻礙了 NASA 的許多需要超越兩年眾議院或六年參議院任期的任務目標。這個障礙的影響波及整個太陽系。
現在在火星上，“毅力號”探測器正在直徑 45 公里的傑澤羅隕石坑內採集小型樣本，該隕石坑在數十億年前曾是一個巨大的湖泊。科學家們認為這是尋找火星古代生命證據的最佳地點之一，或者至少看看那裡是否具備生命起源的條件。
這些火星紀念品安全地存放在密封圓筒內，這些圓筒要麼儲存在探測器上，要麼投放在火星表面的戰略位置。未來的火星任務將把它們撿起來並帶回地球進行研究。問題是？後來的任務目前並不存在——而且不清楚何時會存在。
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去年 9 月，一個獨立審查委員會調查了當前火星樣本返回 (MSR) 任務的狀態，發現 2028 年之前準備好發射的可能性“接近於零”——用技術術語來說就是“不可能”。它可能會在 2030 年的最後期限前完成，但成本將高達 100 億美元，這將使其成為 NASA 有史以來最昂貴的科學專案之一。
但這是 NASA 計劃的重要組成部分。
國家研究委員會 2013-2022 年行星科學十年調查由數十位頂尖科學家組成的小組建立，宣告 MSR 是該十年“最高優先順序的旗艦任務”。美國宇航局 2008 年的一份初步規劃檔案報告稱，在對火星的 55 項重要調查中，一半將透過 MSR 來解決。調查火星上是否存在生命（古代或現存）的想法顯然是 NASA 的一項關鍵科學目標，對全人類可能具有重大意義。
第一部分已經在進行中。火星 2020 科學定義小組十年前的一份報告指出，使用“毅力號”探測器從火星表面採集樣本將降低未來 MSR 任務的成本。報告指出：“任何不準備可返回快取的 2020 探測器任務版本都會嚴重拖延樣本返回的任何重大進展。” 聽取了該建議後，NASA 設計了“毅力號”來採集這些樣本，並且該探測器自 2021 年以來一直在這樣做。現在到了更困難的部分：將它們運送到地球上的科學家手中。
直到最近，計劃還是使用“毅力號”本身將採集到的樣本帶到合適的著陸點。雖然這會佔用它探索的時間（而且，更令人擔憂的是，會使任務遭遇探測器預計的壽命），但這可能是最安全、最簡單的方法，而且肯定是最具成本效益的方法。
與此同時，NASA 將建造一個著陸器和一個火星上升飛行器 (MAV)，這是一種火箭，可以將“毅力號”的樣本送入火星軌道。（著陸器將配備兩架攜帶樣本的直升機，基於成功的火星“機智號”直升機，作為“毅力號”無法完成任務時的備用方案。）從那裡，歐洲航天局地球返回軌道器任務將與 MAV 交會，攝取樣本容器——字面上是開啟並“吞下”它——並將其帶回地球，在那裡它將像OSIRIS-REx 返回艙最近攜帶小行星樣本所做的那樣，在猶他州沙漠著陸。
然而，2023 年的獨立審查委員會否決了該計劃，認為該任務無法在所需的時間框架內以可用的預算完成。本質上，NASA 必須重新開始規劃 MSR。好訊息是這項工作已經開始，並且太空機構希望在今年春天之前提出新的任務概念。
很容易指責 NASA 成本超支和進度延誤，但公平地說，該機構遵守了所有行政規則。這並不是要淡化獨立審查詳細指出的管理不善問題，但老實說，對於跨越政府機構多個部門的大型專案來說，這些型別的問題是可以預料的。委員會開會，想法被辯論，審查員進行審查，最佳計劃得以推進。然後現實介入。到達火星很難。許多工從未成功。增加不僅要返回，而且要在複雜的軌道交會後返回這種極其複雜的技術問題，使得事情變得不僅僅是難兩倍。僅僅從火星表面進入軌道就極其困難，而 NASA 對測試和冗餘的重要要求——至少在 MAV 的情況下——使得在當前計劃下幾乎不可能實現。
事情會變成什麼樣？好吧，MSR 可能會被取消，但這顯然是最糟糕的選擇。鑑於該任務的科學重要性——以及已經投入的所有時間和金錢，以及“毅力號”所做的努力——不應認真考慮這個想法。NASA 可以削減 MSR 的預算，但在當前計劃下，這將弊大於利。MSR 沒有進行任何科學研究，因此所有工程都旨在拾取樣本並將它們送到地球。削減實現該目標所需的任何技術都可能會危及任務。
所以這是我的激進想法：資助它。充分地資助。考慮到工程和管理所需的困難性質，給予 NASA 使這項任務奏效所需的一切，包括足夠的技術安全餘量。
我所說的“資助它”並不是指從其他值得稱讚的事業中拿走所需的資金，就像其他 NASA 任務超出預算時發生的那樣。而且我不認為它應該像詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在其成本膨脹時所做的那樣，成為 NASA 預算中的一個單獨的條目。這種方法可能足以應對這個特殊情況，但它不是 NASA 困境的長期解決方案。
這裡的基本問題是 NASA 的資金是一個零和博弈，因此一項任務的成本超支會影響其他專案。但如果 NASA 的總體預算更大，資金調動就不會如此糟糕。增加資金還可以解決 2023 年 MSR 報告中指出的許多管理問題，從而使 NASA 能夠僱用更多的技術和行政人員。
這種資助不應該引起爭議，但在公眾認知中，與實際預算相比，NASA 的財政狀況被大大誇大了。根據一項民意調查，2018 年，普通美國人認為 NASA 獲得了超過 6% 的聯邦支出，而實際上只獲得了 0.5%。鑑於 NASA 用這微小的一部分資金取得了驚人的成就，如果專門努力糾正這種誤解，將使增加太空機構的資金變得不那麼具有政治鬥爭性。
從嚴格的經濟角度來看，NASA 回報的資金遠遠超過它獲得的資金。該機構估計，它在 2021 年創造了 712 億美元的經濟產出；這使其投資回報率約為每投入 1 美元回報 3 美元。當然，我們從 NASA 獲得的遠不止經濟利益。
總的來說，NASA 的科學和探索獲得了廣泛的兩黨支援。在當今的政治環境中，這一事實尤其引人注目，在當今的政治環境中，可能很難讓兩黨在時間上達成一致，而且共和黨人有根深蒂固的反科學立場——尤其是在氣候科學領域，而 NASA 大力支援這一領域。
增加 NASA 的資源應該是理所當然的。相反，每當國會揮舞預算斧頭時，往往會針對 NASA。鑑於該機構獲得的份額如此之小，這完全沒有道理。削減 NASA 的資金就像透過刪除微小的文字檔案來騰出電腦硬碟上的空間，而忽略您已經觀看過的千兆位元組的電影。
請注意，我談論的是我們應該做的事情。對於 2023 年提議對 NASA 處以 22% 的削減，這將扼殺 MSR，結束登月並導致 4,000 人失業的共和黨領導的美國眾議院來說，這可能是一個奢望。也許如果公眾更加大聲疾呼，國會可能會聽取意見。可能。
所有這些工作中的一個障礙是 2023 年的兩黨財政責任法案，旨在阻止聯邦政府債務違約。這項法案於去年 6 月成為法律，其後果之一是對 NASA 的預算設定了上限，直到 2025 年。這個上限已經產生了影響：NASA 官員正在考慮削減哈勃太空望遠鏡和錢德拉 X 射線天文臺的預算，這兩個都是太空機構的主力。只要這項法案仍然有效，增加 MSR 的預算基本上是不可能的，而資金的不確定性使得 NASA 很難確切知道如何在任何新設計上取得進展。
如果 MSR——以及 NASA 本身——能夠在未來兩三年內經受住這些挫折，那麼可能還有一條前進的道路。儘管有所有這些破壞，但增加 NASA 總體預算的理由仍然成立。例如，將其增加 20% 至每年 300 億美元，將大大緩解該機構在提議和建造新任務時所承受的巨大壓力。即使將其資金增加一倍，也幾乎不會對國家支出產生影響，而且回報將是巨大的。這並不是說 NASA 所做的一切都具有成本效益；例如，我曾公開表示，極度膨脹的且用途越來越小的太空發射系統火箭。但該專案的延誤和超支可以追溯到國會的干預。如果減少豬肉桶立法並加強管理，NASA 可以兌現其將宇宙帶到地球的承諾。
有了 MSR，我們就有機會真正調查一些人類最古老、最根本的哲學問題。我們是如何來到這裡的？我們是孤獨的嗎？即使在近期內，找到這些答案的成本也相對微不足道。
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。