NASA懵圈!火星采样:中国人不讲武德,准备挖一勺就走!美国怎么办？

日前美媒报道了一个让大家大跌眼镜的新闻，美国曾经最擅长的航天项目深空探索上已经全面落败中国，对NASA的火星采样返回计划的最新审查指出，即使按目前最理想的状况推进，火星采样返回的时间也要指向2035年了，然而中国的火星采样返回时间却是2031年，中美竞赛火星采样，还没开始美国就要认输了？

审查结果：2035年返回，这不是开玩笑

今年早些时候，NASA委托火星探索前主任奥兰多·菲格罗亚主持的独立审查委员会，审查了关于此前NASA送到火星的“毅力号”火星探测器采集的样本返回地球计划的情况，结果发现了几个惊人的事实：

1、此前因为计划太过复杂而拆分为两个阶段的任务：由NASA开发的样本回收着陆器以及ESA（欧洲空间局）开发的地球返回轨道飞行器的设计制造时间预估严重不足，计划2027年和2028年发射的可能性几乎为零。

2、预算也面临严重不足：MSR（火星采样返回计划）在进度预期不明朗的情况下建立，目前的技术以及资金预估都严重不足，2020年审计时预估今年大约在38~44亿美元左右，但是才过了不到三年的今年夏天的评估认为已经暴涨至80~90亿美元。

然而目前最新新的独立委员会审查认为，该计划的整个生命周期内执行的成本可能在80~110亿美元之间，远远高于 NASA 预算预测的预期，报告补充表示，即使NASA改变MSR的整体架构，但只要目标不变，这个范围不会出现太大的变化。

这个有点像当年的詹姆斯韦伯望远镜计划，从最初的5亿美元开始一直涨到了最终完成时的110亿美元，不断上涨，涨得NASA都不好意思了！原因是多个的，首先当然是技术难度，其次就是执行方案时间跨度过大，长达二十多年的时间里计划一改再改，技术层层加码，这也是造成预算不断暴涨的重要原因。

目前MSR基本上就是同样的毛病，但MSR和詹姆斯韦伯望远镜不一样！能制造詹姆斯韦伯这种“前无古人后无来者”级别的望远镜，放眼全世界没有第二家，NASA没有竞争对手，可以慢慢搞，只要搞出来NASA就是胜利。

但火星采样返回计划不一样了，因为中国航天加了进来，此前就排出是了中国人采样返回的时间表在2031年，目标时间与NASA的一模一样，明摆着就是要和NASA竞争，二十世纪的载人登月中国没赶上，但二十一世纪的火星样品返回中国人赶上了。

NASA真是压力山大，像ESA、JAXA与其他参与火星样本返回的各国航天局在NASA这棵大树底下好乘凉，但NASA却尴尬了，中国航天这个愣头青，居然不声不响的摸到了NASA的屁股后面，而且还冷不丁的来了那么一下子，而且更让NASA郁闷的是这个规划了多年，是NASA最擅长的深空探测这个方向上却遭遇了接二连三的跳票，要是真按计划执行，那是妥妥的落后于中国了。

NASA的MSR计划：为何会再三跳票？

其实NASA的MSR（火星样品返回）计划早已开始执行了，因为担任样品采集任务的“毅力号”探测器早就已经在2021年2月18日着陆耶泽罗撞击坑开始了样本采集任务，其规划是要采集43个火星样本，包括火星土壤、岩石以风化的岩屑及火星空气样本，到目前为止已经采集了22个，包括16个岩石样本管、两个风化层样本管、一个大气样本管、和三个见证管。

“毅力号”并没有带着这些样本，而是一路探测一路丢，这些诶样本管都丢在了路上，原计划是这样的，这些丢在火星大地上的样本管会被收集起来：

• 第二步：2027年，欧空局发射ERO（火星轨道样本返回器），将在火星轨道上运行将近4年时间，等待火星表面的探测器返回对接转移样品。
• 第三步：2028年，NASA发射火星样品收集+样品上升探测器，抵达火星后将毅力号火星探测器的留下的样品收集起来并放置于上升器的舱体中，然后发射与在轨的ERO对接；
• 第四步：2030年，ERO入射地火轨道，2031年抵达地球。

三次发射

这个计划其实挺完美的，原计划NASA的样品收集在抵达火星后使用火星漫游车将样品一一收集，然后送达探测移交给上升探测器的火箭样品舱，就是看起来很像小型导弹的那个玩意儿，具体参数大致如下：

两级固体燃料火箭，其头部是一个样品返回舱，后半部分是两级固体燃料的火箭，总长度为2.26米，直径0.5米，总质量450千克。

可以将500克的样品送达500千米高度的LAO轨道，之后将与先期抵达的ERO对接完成样品转移，然后再启动火地入射返回地球。

然而问题来了，2028年NASA发射的火星样品收集+样品上升探测器，一个探测器两个任务，并且火星样品收集是一辆火星车，而样品上升则是一个发射台+一枚火箭，两者结合在一起，总质量远超此前NASA任何一次任务的载荷，NASA完全没有成功的把握，目前火星采样返回必须要成熟技术，而这次着陆就用了NASA此前没有验证过的高载荷要求。

目前NASA已经将这个探测器拆分成两次发射，两次任务的载荷如下：

• 任务一：SRL-SFR（Sample Return Lander-SAMPLE FETCHING ROVER ）（样品返回着陆器+采样漫游车）
• 任务二：SRL-MAV（Sample Retrieval Lander+Mars Ascent Vehicle）（样品返回着陆器+火星火星上升飞行器）

为防止毅力号在长期工作后失效，保证样品收集成功，因此在任务一中包含了一台样品采样漫游车，并且为了保证漫游车失败后可以继续收集样品，还在这次任务中安排了两架火星直升机，这是毅力号的火星直升机升级版，可以携带毅力号的样品回到上升飞行器。

四次发射

这两个任务一分配就出问题了，因为原本就已经非常紧张的任务，再插入一个工作，这个会让任务进度保证雪上加霜，现在的问题就是NASA开发的样本回收着陆器无法再2027~2028年准时出发，这会影响在这个期间发射上文中任务一和任务二的进度，一次影响俩，这问题就严重了。

另一个则是欧洲航天局开发的地球返回轨道飞行器，两个问题叠加在一起，事情就有点麻烦了！因为向火星发射探测器是有窗口的，原因是火星与地球公转轨道上位置不同，每个两年才靠近一次，因此以地球人现在的技术，只能在靠近前发射探测器，这样才能取得最短路径，节省燃料与时间。

因此这一推迟至少就是2年计，NASA此前的三次发射任务规划的目标就是2031年返回，而拆分任务后来不及，只能往后延2年，变成2033年！目前审核发现任务再次来不及，那就是2035年了，每次头推迟2年就是这个原因。

NASA的前车之鉴：我们是不是也要警惕？

NASA近期执行的任务都陷入了这种不断推迟的尴尬境地，比如NASA正在展开的另一项阿尔忒弥斯任务，这是美国重返月球的计划，从2010年起开始规划，但SLS火箭的首飞就连续推迟17次，一直到第18次才成功首飞，目前该任务的登月时间已经推迟到2025年！

但就在今年5月份，NASA突然将之前招标失败的蓝色起源请了回来，再次搞起飞船登月的模式，马斯克那种星舰登陆估计要跳票了，所以NASA才着急慌忙的找回了比较保守的飞船登月版，但今年已经是2023年，设计/制造/测试/发射怎么也得好几年，所以2025年真的来得及？

蓝色起源的“蓝月亮”月面着陆器

更让NASA发毛的是中国航天的计划实在2030年前完成载人登月，原本两者相差5年有余，但NASA这一推迟就有点遥遥无期，不自觉的就要和中国争夺重返月球第一了，火星采样计划时间就晚于中国了，要是在登月时间上“再次”落败，NASA真可以关门谢客了。

NASA从一个高效率著称的科学机构，到现在机构臃肿、效率低下、从自主自研变成了依赖承包商，计划时间受到承包商绑架，并且承包商不断以技术问题向NASA发难要求更多的资金，笔者认为这次所谓的“独立审查委员会”又要以这个借口向NASA要钱了！而NASA则会在年底预算会议上给出明年的资金预算需求，漫天要价，赚一分也是赚，NASA变成了承包商向美国政府开口要钱的白手套，不知道比尔·尼尔森会拿到多少好处费。

有人非常推崇美国航天机构的商业化，这确实是一条路，比如SpaceX干的热火朝天，这一点非常值得中国学习，但NASA空心化却不可取，现在被承包商绑架了，变成了一个要钱的工具，NASA落到这般田地，我们必须要警惕。

中国火星采样返回，时间：2030年！

中国目前已经公开了火星采样返回的时间是2031年7月，2022年中，中国火星任务天问一号项目负责人孙泽洲报告了中国火星样本返回任务，探测器主要由两个组成部分，分别是轨返组合体和着上组合体：

• 1、轨返组合体包括轨道器和返回器；
• 2、着上组合体包括着陆器和上升器，着陆器包括巡航级和进入舱；

工作过程为两个组合体分别由两枚长征五号火箭将轨返组合体和着上组合体送至火星轨道，然后着上组合体着陆火星，完成采样后再从火星表面起飞，与轨返组合体完成样品转移后返回地球。

并且在2022年6月份时在《科学通报》上还有一篇论文，就是想着办法怎么保证火星采样任务成功并且提早返回，不过最终得出结论，无论时间上怎么安排，返回时间基本都是在2031年7月，但避开了沙尘暴天气，可靠性更高一些。

纵观这个方案是不是非常简陋？与NASA执行的高大上方案相比，中国人的方案简直就是小儿科，但任务是否成功，不只是对比过程，而要看其设置的目标是否有达成，NASA准备43个样品，而任务复杂到环环相扣，一步错全盘皆输。

中国火星采样返回任务目的非常明确，带回火星土壤样品即可，至于样品的采样地点、采样内容完全不重要，因此笔者此前就将中国航天的火星采样任务归纳为“挖一勺”就走，因为在这个任务界定上，最关键的是带回样品，至于它是来自火星哪里，是岩屑还是土壤，又或者是尘埃完全不是问题。

历史只会记住第一名，如果中国航天首先带回样品，那么NASA就算搬回来整个火星也没人在意，因为胜者为王！目前NASA并没有到热锅上蚂蚁的级别，因为中国航天的火星采样返回还没有实质性的进展，但各位必须要了解，中国航天是说话算话的，两个案例：

1、月球探测：绕落回，吹过的牛实现了；

2、火星探测：绕落巡，吹过的牛也实现了；

时间安排上，基本上大差不差，大致按时间表完成了！目前的火星采样返回NASA已经延后4年，理论上来看中国又有了容错的时间，对手犯错的时候就是我们超越的时候，这次火星采样返回，NASA搞不好真要被中国超越了！