NASA的陷入困境的火星樣本返回計劃正處於十字路口——並且可能會持續停滯不前直到至少2026年——該機構官員在週二的新聞釋出會上表示。
俗稱MSR，這是NASA和歐洲航天局（ESA）之間的聯合努力，已經醞釀了幾十年。它被廣泛視為美國和歐洲近期星際科學與探索的關鍵——以及邁向更雄心勃勃的往返火星載人任務的第一步。其啟動階段已經順利進行：NASA的“毅力號”火星車在過去的四年裡，大部分時間都在紅色星球的傑澤羅隕石坑內一個廣闊的古代湖床和河流三角洲周圍緩慢行駛，在那裡它已經將樣本塞進了隨身攜帶的43根雪茄大小的鈦管中的一些。科學家們說，分析這些材料至少將改變我們對太陽系早期歷史的理解，那時火星更溫暖、更溼潤，並且可能更適宜居住。原則上，這些樣本甚至可能帶來有史以來首次發現外星生命。
為了按照預期在2030年代初期至中期將這些珍貴的貨物帶回地球，NASA最初的MSR計劃設想在2027年至2028年左右發射一個新的著陸器；它將在紅色星球上與“毅力號”會合，並將樣本轉移到火星上升飛行器（MAV）內的罐子中。MAV將從火星發射，在太空中與ESA提供的地球返回軌道器會合，然後由後者將樣本罐運回，最終透過降落傘減速墜落到我們星球的表面。
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但是，這種複雜的編排在2023年9月遇到了沉重的政治和財政阻力，當時一項正式的重新評估顯示，MSR的估計成本已從約40億美元增長到高達預算超支的110億美元——這一切僅僅是為了不早於2040年將珍貴的樣本帶回地球。美國立法者威脅要徹底取消，而NASA局長比爾·納爾遜暫停了MSR，引發了裁員，並加劇了焦慮，焦慮情緒蔓延至領導MSR計劃的航天機構噴氣推進實驗室（JPL）。與此同時，NASA開始向內部以及外部商業公司徵集新計劃的提案。去年10月，該航天機構成立了一個獨立戰略審查小組，以評估11份被接受的提案並規劃前進方向。
週二的簡報公佈了該獨立評估的結果，為更快、更便宜的MSR提供了兩種潛在選擇。兩者都旨在透過向火星輸送更少的質量來節省成本。它們還具有某些相應的特徵，例如為樣本取回著陸器配備一個更簡單的備用機械臂，這是“毅力號”開發遺留下來的，以及重新設計MAV以使用緊湊型放射性同位素電源而不是更挑剔的太陽能電池板。將樣本取回著陸器送上火星的第一個選項將採用經過驗證的技術的增強版本：JPL開發的、懸停“天空起重機”平臺，該平臺曾使“好奇號”和“毅力號”火星車著陸。第二個選項將改為透過尚未指定的商業重型運載工具——最可能是SpaceX和藍色起源等公司正在開發的大型火箭的某種變體——將樣本取回著陸器送上火星表面。
“這兩種方案中的任何一種都在建立比原計劃更簡化、更快、更便宜的版本，”納爾遜在簡報會上說。他說，天空起重機方案的成本將在66億美元至77億美元之間，而商業重型運載方案的成本將在58億美元至71億美元之間。ESA的貨物運輸軌道器可能在2030年從地球發射，隨後NASA的樣本抓取著陸器將在2031年發射。返回地球最早可能在2035年發生，最晚可能在2039年發生。
但是，納爾遜表示，由於需要更詳細的工程研究——加上預算不確定性以及對美國當選總統唐納德·特朗普即將上任的政府的尊重——NASA將在2026年中期之前不會在兩種方案之間做出選擇。為了使該計劃保持在正軌上，他補充說，國會撥款人仍需要在本財政年度為MSR撥款至少3億美元——這個數額需要在“該計劃未來每一年”都保持下去。
“我認為，不向新政府只提供一種替代方案是負責任的做法，”納爾遜說，“如果他們[甚至]想要進行火星樣本返回——我無法想象他們不想要。”
NASA科學任務理事會副局長尼古拉·福克斯在簡報會上對新計劃表示樂觀。“我對這兩種路徑都感到興奮，”她說。“我認為，如果我們與我們的合作伙伴——與我們的國際合作夥伴、與我們的商業合作伙伴、與我們所有令人驚歎的NASA專業知識——共同努力，我們真的可以做到這一點。”她指出，“毅力號”火星車在火星上“非常健康和穩定”，並且已經用精心挑選的樣本（火星岩石、沉積物和空氣）填充了28根鈦管。其中10根管子已作為備用儲存在行星表面，以防“毅力號”發生故障且無法前往取回著陸器。新計劃要求放棄它們，轉而運回數量更多的一批樣本：30根管子，這些管子將存放在“毅力號”內部，希望“毅力號”在2030年代仍然可以完全執行。與此同時，福克斯說，還有“13根誘人的管子尚未填充……我們非常有信心我們可以在2040年之前返回所有30個樣本——而且花費不到……110億美元。”
MSR的首席科學家米納克希·瓦德瓦是亞利桑那州立大學的火星專家，她認為爭取更多樣本數量聽起來令人興奮。“我特別高興目標是早在2035年就帶回多達30根樣本管，”她說。這些樣本“將解決我們人類的基本問題，並徹底改變我們對我們和其他太陽系中行星形成過程的理解。”
哈里·麥斯溫是一位長期的火星樣本返回計劃倡導者，也是田納西大學諾克斯維爾分校的榮譽退休教授，他也強調了儘可能多地取回物質的重要性。“MSR的科學回報需要從經過深思熟慮選擇的地點採集精心挑選的樣本，以解決關鍵問題——而不僅僅是從火星上的任何地方抓取樣本，”他說。這與可能成為MSR持續政治支援的最有力動機形成了鮮明對比：中國正在進行的競爭性樣本返回工作，這似乎涉及一項更簡單的“抓取即走”任務，目的是從火星上一個容易到達的地點取回一些樣本。這可能會推動中國在將火星物質返回地球的假想競賽中率先衝過終點線——但這將付出巨大的科學代價。
其他人不太確定週二的公告有什麼值得慶祝的。“我很高興看到MSR沒有被取消，但我們需要做出決定並儘快向前邁進，”行星學會的太空政策主管凱西·德雷爾說。“我擔心MSR長期以來一直處於停滯狀態……他們向我們承諾的前進道路僅僅是進一步的研究。NASA需要承諾執行任務或不執行任務，並決定下一步該怎麼做。”
對於德雷爾和其他人來說，選擇似乎是在可能由JPL領導的天空起重機——一種“堅持你所知道的”方法——和更不確定且令人擔憂的依賴商業公司的創新之間。對於後者，“顯然[NASA]正在談論SpaceX，這是唯一一家有能力承擔這項任務的公司——透過星艦，”SpaceX正在開發的完全可重複使用的重型運載工具，德雷爾說。“但這確實需要星艦能夠正常工作，並且[到達]火星。”德雷爾補充說，利用星艦可以“更有力地證明MSR可以作為未來載人火星任務的無人演示任務”。這可能會將這項高優先順序的NASA科學任務與該航天機構在載人航天領域的更廣泛目標統一起來。
“我認為那裡有一條路，”德雷爾總結道。“但這仍然假設有很多未知數。”