美国国家航空航天局发布机器人火星探测长期战略

一项新的机器人火星探测战略支持开发小型任务，如“粗糙着陆器”概念。来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院

美国国家航空航天局已经完善了其未来火星机器人探索的战略，主张在人类任务之前定期进行小型任务，以回答关键问题。

美国国家航空航天局于12月11日发布了“拓展火星科学视野”计划，该计划概述了未来20年的战略，要求在每个发射机会都进行低成本飞行任务，同时更多地利用商业和国际伙伴关系。

美国国家航空航天局总部火星探测项目主任埃里克·伊恩·森在美国地球物理联合会讨论该计划的年度会议期间的一次会外会议上表示，美国国家航空宇航局于2023年3月发布了该计划的草案，最终版本“没有太大不同”。“以前，我们展示了一个25页左右的PowerPoint包，现在我们正在推出一份154页的书面文件。”

该计划侧重于与火星样本返回分开的“科学驱动的机器人火星计划”，该计划正在接受一个单独的机构审查，以降低其成本和时间表，预计将在年底前完成。它也不包括未来人类对地球的任何任务。

该文件所提供的是未来机器人任务的战略，可以解决有关火星的关键科学问题，包括过去或现在生命的任何证据，同时为未来的载人任务奠定科学基础。

美国国家航空航天局行星科学部门的项目科学家、该研究的联合负责人Becky McCauley-Rench表示，该战略有三个“共同平等”的科学主题。其中一项名为“探索火星生命的潜力”，专注于寻找火星上存在生命的任何证据。她说：“火星上曾经出现过生命吗？如果是这样，它今天是否存在？”。“如果生命从未发展，为什么不呢？”

第二个主题是“支持人类探索火星”，研究在首次载人任务之前，机器人任务可以进行的“协同观测”，包括需要填补的关键知识空白。她说：“我们如何做好准备，最大限度地利用地表宝贵的人类时间以及与地球上的出口社区相关的资源？”。

第三个主题名为“揭示火星作为一个动态行星系统”，包括其他科学主题，重点是比较行星学。她说：“我们想了解火星和地球一样多。”。

为了在这三个主题上进行科学研究，该计划主张定期执行一系列任务，重点是小型航天器。“这个项目正在改变我们对火星任务的看法，”Ianson说。“每当发射窗口打开时，我们都有机会发送一些东西吗？”

麦考利·伦奇说：“我们希望通过科学驱动的低成本任务来实现这一目标，这些任务有能力对发现做出灵活、快速的反应，而不一定需要10年的时间来考虑任务和实际看到它的发射。”

这些规模较小的任务，预计每个任务的成本为1亿至3亿美元，将使用单一仪器或一小套仪器专注于具体的科学问题。美国国家航空航天局建议用更复杂的仪器进行不那么频繁但规模更大的任务。一个例子是行星科学十年调查中包含的火星生命探测器着陆器概念。

该计划还包括将有效载荷作为其他航天机构甚至商业任务的“机会任务”。此外，还包括振兴Ianson所说的火星“关键和老化的基础设施”，如通信中继和目前由近20年的火星侦察轨道器提供的高分辨率图像。

基础设施是商业伙伴关系可能为该计划做出贡献的一个领域。美国国家航空航天局于5月将研究授予了9家公司，以考察向火星运送有效载荷并提供通信和图像服务的商业系统的可行性。

Ianson说，这些研究很有希望。他说：“这里确实有一些优点，我们认为有一些值得进一步研究和进一步工作的地方”，例如如何构建任何公私伙伴关系来执行此类任务。

他说，商业火星任务的一个问题将是执行此类任务的公司的商业案例。他说，根据研究结果，美国国家航空航天局只为提供的服务付费的简单服务模式“可能不是一个完全可行的解决方案”。“可能需要通过NASA方面的公私合作进行一定程度的投资。”

该机构正在采取初步措施实施该战略。美国国家航空航天局2025年的预算提案包括投资4000万美元用于火星机器人探索技术。美国国家航空航天局将从中拨款3000万美元用于内部工作，从机构中心收到的90个提案中挑选出25个项目。Ianson说，剩下的1000万美元可能会提供给工业界和学术界，用于“创新的机器人移动技术”。

该计划本身不包括任何具体的任务计划或预算要求，Ianson强调了其灵活性。他说：“显然，我们很乐意做计划中的一切。然而，在具有挑战性的预算环境和相互竞争的优先事项下，这是不现实的。”“我不把这个计划看作是一个路线图，而更像是一个选项菜单，可以根据预算的可用性和支持火星科学的最迫切需求进行选择。”

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