美国探测火星已62年：拿不回样本，为什么中国能更快一步？

你可能没想到，在20世纪之前，还真有不少人觉得火星跟地球一样，上面也有很多生命，意大利曾有一位名叫斯基帕雷利的天文学家，甚至公开表示自己有一个重大发现，那就是火星上有人工运河，这促使相信火星上也有人的这个群体进一步变大。

为什么说这么久远的事情呢？其实美国探测火星这件事都已经持续62年了，可以追溯到1964年，而“水手4号”成功发射升空（1964年12月28日），便是这场漫长探索之旅的开端。

美国为了节约110亿美元，就断了返回火星样本计划的念头？

很明显，节约开销不可能是美国宇航局的意思，也有不少人公开表示反对终止火星样品返回计划，其中包括一些有名的美国科学家，但特朗普目前的要求是：

在其任期结束前，美国人必须再次站上月球，而且，当他们重返月球的时候，不再承诺会有其他肤色的航天员，以及第一位女性航天员参与其中。另外，美国这一轮登上月球的时间不能晚于2028年，更不能落后于中国，至于火星样本这事就先别管了！

当然，理由也讲清楚了，那就是美国已经在探测火星上花了不少钱，仅仅一个取样返回项目，预计又要花费110亿美元，如果再换算成人民币，那这个数字又得翻几倍。

当下的情况是，特朗普不仅想快速推动美国的登月计划，还想减少预算（总预算的23%），让美国宇航局把剩下的钱主要都用到载人登月上。而且这已经不是第一次要降低预算，2026年的时候就提出了，只是当时没有通过，2027年的预算又再次被提出（科学资金也要削减47%），就不知道这次最后会是什么情况了。

很明显，美国不可能真的缺这些钱，但是，特朗普要的是现在，不是将来，美国要想拿到他们在火星上采集的样本，那至少也得等到2035年、甚至2040年，他当然等不到那个时候，而且前提还是中间没出什么差错，所以只要是这种不可持续的项目全都被终止了。

美国毅力号采集到的火星样本，已经多到装不下了的程度，却一直带不回地球，中国天问三号2031年前后就可以做到？

如果你问迄今为止，哪个国家向火星发射的航天器最多？那这个问题的答案，无疑就是此刻我正在说的美国，累计实施了超20次发射，而且与其他国家相比，尤其是火星探测任务早期的时候，整体失败率数据，那是相当的高，甚至超过了50%。

几十年前，火星探测的参与者，其实主要就是前苏联、美国和欧洲空间局，不过你可能没想到，印度竟然是第四个将探测器送到火星轨道的国家（2014年9月24）。这样的事当然少不了日本、俄罗斯，只不过他们的探测器希望号和火星96号探测器，结局均以失败告终。

客观来说，中国开启火星探测的时间并不早，天问一号的发射时间已经是2020年，但它的表现却着实耀眼，一次成功完成了火星环绕、着陆，以及巡视这三大目标。

天问一号第一次去火星，就在其表面软着陆成功，让我们对火星的大气、土壤、磁场等有了更多了解，在此期间还有意外收获，那就是观测到了星际天体阿特拉斯（3I/ATLAS），可以说是让全世界见证了中国航天的硬实力。

尤其是对火星感兴趣的朋友，更有必要看看中国天问三号，它不仅要在火星着陆，还要将采集到的样品带回地球，着陆的位置就是采样的地方，预计采样重量将不低于500克。预计2028年前后就会进行发射，而且不会像美国那么不确定，我们的火星样本返回目标时间就是2031年前后。

同样是采样返回，为什么月球只需要发射一次，而天问三号却要花40天左右的时间分两次发射？

的确，中国已经不止一次从月球采样返回，之前四川科技馆还展出了来自月球正面、背面的月壤，当然，人的肉眼是看不出有这些月壤有什么明显不同，但每一次任务的确都只发射了一次，那为什么天问三号就得发射两次？

关于这个问题，天问三号任务的总设计师刘继忠还曾专门解释过，这个事情说起来也比较复杂，但至少包括以下两个大的方面：

首先，中国目前在役运载火箭的运力有限，要知道地球和月球之间的距离不过38万公里的样子，远远小于地球和火星之间的平均距离4亿公里，长征五号发射一次根本没办法把整个探测器一起送入地火转移轨道。

其次，火星环境要比月球更加复杂，将采样返回任务分解成两次单独的任务，这可以避免因为一次发射出了问题而导致整个任务以失败告终。虽然我们还没有实施过这样的任务，但之前也有嫦娥五号月球轨道无人对接经验了，而且还在这个基础上进行了升级，哪怕要面临通信延迟20分钟的情况，我们也有信心能够实现高精度自主对接。

所以，等到天问三号发射的时候，便会有两枚长征五号运载火箭先后发射，一次是发射着陆器和上升器组合体，这个部分主要负责的就是在火星降落、完成采样工作，以及从火星表面起飞。另一次是发射轨道器和返回器组合体，这个组合体则会在环火轨道进行等待，然后在与上升器对接后将采集到的火星样本带回地面。

说到这里，可能有朋友会疑惑，是不是等到长征十号研制成功，像天问三号这样的火星探测器，是不是就可以一次发射入轨了？

这个问题怎么说呢，不可否认，长征十号的运载能力的确足够强大，哪怕是地月转移轨道运力也不会小于27吨，大概就跟美国目前的登月火箭SLS差不多，因为它们本来就都是为载人登月而专门研制的新型运载火箭。

但是，运力足够发射，不等于就会用它来发射！长征十号的设计重点就不是深空探测，哪怕是它的衍生版长征十号甲，以后也是用来做中国空间站任务。别说长征十号暂时还没首飞，哪怕它研制成功了，也不太可能拿来发射这类进行深空探测的航天器。

而且，官方也早就说了，中国天问三号的发射火箭就是长征五号，如果以后真的想要实施一次性发射返回，那要么就在长征五号的基础上进行升级，要么就研制一枚运力更大的新型运载火箭，专门用来发射这类航天器，不过，我认为升级那个方案的可能性更大。

你要是感兴趣的话，可以对比下长征五号和长征五号B，这两枚运载火箭的近地轨道运力差距不大，但它们执行的任务却存在很大不同。一级半构型的长征五号B主要实施近地轨道任务，包括发射空间站的各个舱段；而两级半构型的长征五号，主要发射的是高轨道的一些任务，比如天问一号、嫦娥五号等。

正所谓术业有专攻，运载火箭也是一样的道理，每一枚火箭都有自己的适配任务，而不是只看运载能力的大小。长征十号只是中国大运力运载火箭的起点，而非终点，正如美国有了SLS，不也还在研制运力更大星舰嘛，科学真的可说是永无止境！