火星樣本返回任務或可緩解與中國在地球上的緊張關係

根據一個獨立審查委員會的結論,美國可能無法在取回火星岩石方面率先擊敗中國。但美國仍然可以透過在此地(地球)進行樣本交換來發揮領導作用

Planet Mars

今年9月,由美國國家航空航天局(NASA)前“火星沙皇”奧蘭多·菲格羅亞領導的NASA火星樣本返回(MSR)獨立審查委員會(IRB)釋出了關於MSR專案的調查結果和建議。MSR專案是NASA和歐洲航天局(ESA)之間的合作專案,旨在從紅色星球帶回首批樣本。IRB成員出色地分析了他們所說的當前計劃和預算“幾乎為零的成功機率”。

火星樣本返回對於我們的國家和太空計劃以及科學至關重要,委員會強調說。精心挑選的樣本的返回,例如被地熱噴口風化的樣本,以及沉積岩和聚集巖,將使地球上的科學家能夠廣泛檢查其地球化學和微觀成分。它可能揭示火星上存在生命的跡象,或至少是生命的成分。因此,該任務直接解決了太空探索的首要問題——宇宙中生命的本質。但報告的關鍵發現明確指出,該任務需要一個延長、更穩健的架構,這將把發射推遲到2030年代,並將樣本返回推遲到2030年代中期甚至後期。“目前的MSR架構高度受限,並且不夠穩健或有彈性,”該小組在其報告中表示。NASA目前的樣本返回任務計劃依賴於老化的毅力號探測車,該探測車於2020年發射,用於收集樣本。原計劃使用歐洲的第二個探測車,但其開發已被取消。如果毅力號無法工作,還有一個備用計劃,但它依賴於全新的直升機來完成一項新穎的任務:拾取和攜帶樣本。推遲和延長計劃將使探測車在需要時更加老舊,並將任務移至2030年代不太有利的軌道機會。這增加了任務的成本和風險,並降低了其成功的機會。報告總結說:“其他[返回任務]架構可能更穩健,對計劃風險更具彈性。”

換句話說:回到繪圖板。如果NASA和ESA繼續進行MSR(報告強烈建議他們應該這樣做),那麼必須制定一個更穩健的計劃,包括收集更多樣本和包含額外的硬體(可能包括另一個探測車)。該計劃將延伸到2030年代。該小組還注意到中國正在開發自己的、更簡單的火星樣本返回任務,計劃於2028年或2030年進行,這很可能比NASA-ESA任務早幾年將樣本帶回地球。(中國的任務更像是一個“抓取樣本”任務,其中著陸器從其著陸點附近的區域採集樣本,並且其持續時間比NASA-ESA任務短得多。)這不一定是負面的。我們可以透過與假定的競爭對手合作,最大限度地利用我們更穩健的任務。這將使我們能夠在服務科學的同時服務外交。


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根據該報告,NASA-ESA計劃在科學上要好得多。它將能夠獲得更多非常精選的樣本,這基於先前任務的多年原位經驗以及毅力號探測車進行的細緻而廣泛的取樣活動。取樣範圍將比中國計劃的取樣範圍更廣,中國計劃的取樣範圍僅限於任務著陸點周圍的一個小區域。然而,美國和歐洲科學家能夠分析一些首批樣本將是有益的——既可以揭示它們所包含的內在科學,又可以實踐NASA取樣程式的廣泛計劃。同樣,如果中國科學家能夠獲得一些NASA-ESA樣本,他們也將受益匪淺。樣本交換將使美國和中國都受益。而這正是機會所在。

檢查彼此的樣本對任何一個國家都不會構成任何可想象的戰略威脅——火星岩石中微觀秘密幫助任何一個國家在軍事或經濟競爭中獲勝的可能性約為零。但是,在火星調查方面的合作可以建立一種良性和積極的科學關係,這將為兩國服務。這將增加我們對火星的探索,並且推進中國對火星的探索沒有任何不利之處。它發揮了美國的優勢——我們在火星上蓬勃發展且成功的科學經驗——並減輕了關於誰將首先進行火星樣本返回任務的微不足道的擔憂。它還為進一步的延誤或任務問題提供了彈性。

一個障礙將是源於2011年法律的猶豫,該法律禁止甚至最起碼的NASA與中國的合作,除非獲得聯邦調查局的批准。交換樣本不涉及與敏感硬體或軟體的危險互動。但是這項嚴厲的法律已經如此抑制了該機構的科學家,以至於一位科學傢俬下告訴我,他們甚至不願意在太空活動中與中國研究人員喝一杯咖啡。該政策允許美國在太空領域與弗拉基米爾·普京合作,同時排除與世界第二大經濟體合作。這可能表明我們需要重新考慮它。

中國和美國目前正處於僵局——充滿了敵對、不信任、緊張的地緣政治。競爭對手之間的太空合作有著傑出的歷史。即使現在,美國和俄羅斯也在國際空間站上合作,在冷戰時期,我們交換了來自阿波羅和月球號任務的月球樣本。此外,美國和中國都不希望讓當前的對外政策緊張局勢走向對抗。喬·拜登總統和習近平主席都表示有興趣發展合作倡議,並且在過去三個月中,幾位美國內閣官員前往中國尋求此類倡議。火星當然可以提供一個符合國際太空合作悠久歷史的倡議,這將有助於和平和地緣政治穩定。

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。

路易斯·弗裡德曼擁有麻省理工學院航空航天學博士學位。他曾在NASA位於加利福尼亞州帕薩迪納市的噴氣推進實驗室從事深空任務工作,並與卡爾·薩根和布魯斯·默裡共同創立了行星學會,擔任該組織執行主任30年。他曾擔任加州理工學院凱克空間研究所小行星捕獲任務和星際介質探索研究的聯合負責人。

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