毅力号(Perseverance)是美国航空航天局(NASA)研发的新一代火星车,其主要任务是研究火星的地质和气候,寻找火星上可能存在的远古生命迹象。
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与之前的火星车不同的是,毅力号除了能够进行实地探测之外,还是NASA和欧空局(ESA)的“火星样本返回计划”(Mars Sample Return)中重要成员。
简单来讲,这个计划的目标是在火星上采集样本,然后将其送回地球,在此计划中,毅力号负责在火星上采集样本,并将其封存在特制的钛合金样本管中,等待后续任务的接收。
2021年2月18日,毅力号在火星表面的“杰泽罗陨石坑”所在区域成功着陆,随后开始它的探索之旅,在接下来的几年时间里,其火星样本的收集和封装工作进展顺利,截至2025年7月24日,它已取得了30份火星样本,其中包括了火星上的岩芯、土壤以及大气。
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(↑图中有三个作为对照组的空白样本管)
对于这些样本,科学界寄予了极高的期待,然而近期传来的却是一个令人遗憾的消息:2026年1月5日,美国国会公布了2026财年的妥协性支出法案,明确支持了白宫终止“火星样本返回计划”。
也就是说,虽然毅力号已准备好了数十个火星样本,但美国却放弃了将其送回地球的计划,这实在是令人觉得可惜。为什么会这样呢?我们接着看。
简单来讲,“火星样本返回计划”整体上大致可分为三步,第一步是收集并封存好火星样本(这一步已由毅力号基本完成)。
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第二步是NASA发射一个新的着陆器,它会将毅力号准备好的火星样本管收集起来,装进一个篮球大小的样本容器,接下来,这个样本容器将被置入着陆器自身携带的“火星上升航天器”(Mars Ascent Vehicle),准备妥当之后,“火星上升飞行器”的火箭发动机就会点火升空,将样本容器送入环绕火星的轨道。
第三步则由欧空局发射的“地球返回轨道器”(Earth Return Orbiter)完成,它会在环绕火星的轨道与“火星上升航天器”完成对接,并将样本容器转移到自身具备高生物安全等级的再入返回舱内,随后飞船点火加速,摆脱火星引力,最终将样本容器送回地球。
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需要知道的是,这看上去似乎并不难,但实际操作起来,情况却不一样,在样本装载、地外发射、轨道交会、捕获、转移、返回地球等一系列的过程中,任何一个微小的环节出现机械故障或软件错误,都可能导致整个任务的失败。
实际上,在“火星样本返回计划”的前期阶段,人们对任务整体复杂程度的认识就存在着不足,随着细节的展开,人们逐渐发现,想要把火星样本送回地球,其技术难度大幅超出了最初的设想。
为了尽可能地提高成功率,人们不得不对系统进行改进,使得系统整体架构愈发复杂,系统重量也随之大幅增加,而重量的增加,又直接推高了对运载火箭能力和着陆系统可靠性的要求,如此一来,就使得任务的成本不断攀升。
到了2024年,任务的预算成本一度飙升到了110亿美元,更糟糕的是,根据多次评估的结果,其任务的成功率也低于预期,并且把火星样本送回地球的时间,还会推迟至2040年之后(原计划是2030年代初)。
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尽管在2025年的时候,NASA对此做出了一些优化,将任务的预算成本降至70亿美元,但“火星样本返回计划”仍然因为过于复杂、成本过高和风险不可控等因素,最终被放弃了。而这也就意味着,那些毅力号已准备好火星样本,将无限期地滞留在火星之上。
值得一提的是,由欧空局负责的“地球返回轨道器”,已经投入了大量的人力物力,其研发进展还是挺顺利的,而美国单方向终止了“火星样本返回计划”,就让欧空局面临着一个尴尬的局面:他们正在积极建造“货船”,却被告知“港口”关闭了,“货物”也没有了……
就目前的情况来看,为了避免前期投入付诸东流,欧空局可能会将其调整成一个环绕火星的轨道器,用于对火星表面和大气开展系统性的科学观测,同时充当中继通信平台,为相关的火星任务提供数据传输支持。
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