NASA的陷入困境的火星样本返回计划正处于十字路口——并且可能会持续停滞不前直到至少2026年——该机构官员在周二的新闻发布会上表示。
俗称MSR，这是NASA和欧洲航天局（ESA）之间的联合努力，已经酝酿了几十年。它被广泛视为美国和欧洲近期星际科学与探索的关键——以及迈向更雄心勃勃的往返火星载人任务的第一步。其启动阶段已经顺利进行：NASA的“毅力号”火星车在过去的四年里，大部分时间都在红色星球的杰泽罗陨石坑内一个广阔的古代湖床和河流三角洲周围缓慢行驶，在那里它已经将样本塞进了随身携带的43根雪茄大小的钛管中的一些。科学家们说，分析这些材料至少将改变我们对太阳系早期历史的理解，那时火星更温暖、更湿润，并且可能更适宜居住。原则上，这些样本甚至可能带来有史以来首次发现外星生命。
为了按照预期在2030年代初期至中期将这些珍贵的货物带回地球，NASA最初的MSR计划设想在2027年至2028年左右发射一个新的着陆器；它将在红色星球上与“毅力号”会合，并将样本转移到火星上升飞行器（MAV）内的罐子中。MAV将从火星发射，在太空中与ESA提供的地球返回轨道器会合，然后由后者将样本罐运回，最终通过降落伞减速坠落到我们星球的表面。
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但是，这种复杂的编排在2023年9月遇到了沉重的政治和财政阻力，当时一项正式的重新评估显示，MSR的估计成本已从约40亿美元增长到高达预算超支的110亿美元——这一切仅仅是为了不早于2040年将珍贵的样本带回地球。美国立法者威胁要彻底取消，而NASA局长比尔·纳尔逊暂停了MSR，引发了裁员，并加剧了焦虑，焦虑情绪蔓延至领导MSR计划的航天机构喷气推进实验室（JPL）。与此同时，NASA开始向内部以及外部商业公司征集新计划的提案。去年10月，该航天机构成立了一个独立战略审查小组，以评估11份被接受的提案并规划前进方向。
周二的简报公布了该独立评估的结果，为更快、更便宜的MSR提供了两种潜在选择。两者都旨在通过向火星输送更少的质量来节省成本。它们还具有某些相应的特征，例如为样本取回着陆器配备一个更简单的备用机械臂，这是“毅力号”开发遗留下来的，以及重新设计MAV以使用紧凑型放射性同位素电源而不是更挑剔的太阳能电池板。将样本取回着陆器送上火星的第一个选项将采用经过验证的技术的增强版本：JPL开发的、悬停“天空起重机”平台，该平台曾使“好奇号”和“毅力号”火星车着陆。第二个选项将改为通过尚未指定的商业重型运载工具——最可能是SpaceX和蓝色起源等公司正在开发的大型火箭的某种变体——将样本取回着陆器送上火星表面。
“这两种方案中的任何一种都在创建比原计划更简化、更快、更便宜的版本，”纳尔逊在简报会上说。他说，天空起重机方案的成本将在66亿美元至77亿美元之间，而商业重型运载方案的成本将在58亿美元至71亿美元之间。ESA的货物运输轨道器可能在2030年从地球发射，随后NASA的样本抓取着陆器将在2031年发射。返回地球最早可能在2035年发生，最晚可能在2039年发生。
但是，纳尔逊表示，由于需要更详细的工程研究——加上预算不确定性以及对美国当选总统唐纳德·特朗普即将上任的政府的尊重——NASA将在2026年中期之前不会在两种方案之间做出选择。为了使该计划保持在正轨上，他补充说，国会拨款人仍需要在本财政年度为MSR拨款至少3亿美元——这个数额需要在“该计划未来每一年”都保持下去。
“我认为，不向新政府只提供一种替代方案是负责任的做法，”纳尔逊说，“如果他们[甚至]想要进行火星样本返回——我无法想象他们不想要。”
NASA科学任务理事会副局长尼古拉·福克斯在简报会上对新计划表示乐观。“我对这两种路径都感到兴奋，”她说。“我认为，如果我们与我们的合作伙伴——与我们的国际合作伙伴、与我们的商业合作伙伴、与我们所有令人惊叹的NASA专业知识——共同努力，我们真的可以做到这一点。”她指出，“毅力号”火星车在火星上“非常健康和稳定”，并且已经用精心挑选的样本（火星岩石、沉积物和空气）填充了28根钛管。其中10根管子已作为备用存储在行星表面，以防“毅力号”发生故障且无法前往取回着陆器。新计划要求放弃它们，转而运回数量更多的一批样本：30根管子，这些管子将存放在“毅力号”内部，希望“毅力号”在2030年代仍然可以完全运行。与此同时，福克斯说，还有“13根诱人的管子尚未填充……我们非常有信心我们可以在2040年之前返回所有30个样本——而且花费不到……110亿美元。”
MSR的首席科学家米纳克希·瓦德瓦是亚利桑那州立大学的火星专家，她认为争取更多样本数量听起来令人兴奋。“我特别高兴目标是早在2035年就带回多达30根样本管，”她说。这些样本“将解决我们人类的基本问题，并彻底改变我们对我们和其他太阳系中行星形成过程的理解。”
哈里·麦斯温是一位长期的火星样本返回计划倡导者，也是田纳西大学诺克斯维尔分校的荣誉退休教授，他也强调了尽可能多地取回物质的重要性。“MSR的科学回报需要从经过深思熟虑选择的地点采集精心挑选的样本，以解决关键问题——而不仅仅是从火星上的任何地方抓取样本，”他说。这与可能成为MSR持续政治支持的最有力动机形成了鲜明对比：中国正在进行的竞争性样本返回工作，这似乎涉及一项更简单的“抓取即走”任务，目的是从火星上一个容易到达的地点取回一些样本。这可能会推动中国在将火星物质返回地球的假想竞赛中率先冲过终点线——但这将付出巨大的科学代价。
其他人不太确定周二的公告有什么值得庆祝的。“我很高兴看到MSR没有被取消，但我们需要做出决定并尽快向前迈进，”行星学会的太空政策主管凯西·德雷尔说。“我担心MSR长期以来一直处于停滞状态……他们向我们承诺的前进道路仅仅是进一步的研究。NASA需要承诺执行任务或不执行任务，并决定下一步该怎么做。”
对于德雷尔和其他人来说，选择似乎是在可能由JPL领导的天空起重机——一种“坚持你所知道的”方法——和更不确定且令人担忧的依赖商业公司的创新之间。对于后者，“显然[NASA]正在谈论SpaceX，这是唯一一家有能力承担这项任务的公司——通过星舰，”SpaceX正在开发的完全可重复使用的重型运载工具，德雷尔说。“但这确实需要星舰能够正常工作，并且[到达]火星。”德雷尔补充说，利用星舰可以“更有力地证明MSR可以作为未来载人火星任务的无人演示任务”。这可能会将这项高优先级的NASA科学任务与该航天机构在载人航天领域的更广泛目标统一起来。
“我认为那里有一条路，”德雷尔总结道。“但这仍然假设有很多未知数。”