NASA火星探测器取样返回地球任务面临风险 “`
(SeaPRwire) – 近半个世纪以来,美国宇航局(NASA)一直在对其广为宣传的项目夸夸其谈。该航天机构曾申请资金,以开展一项任务:派遣一艘无人宇宙飞船着陆火星,采集并缓存岩石和土壤样本,并将这些样本带回地球进行研究——所有这些都在不冒送人类探险队前往进行探测的风险和费用的情况下完成。但紧张的预算和具有挑战性的技术意味着,NASA最终在很久以后才启动了这项任务。
即便如此,MSR的第一阶段也要12年后才能最终发射。2021年2月18日,NASA的“毅力号”探测器登陆火星,并开始在30个无菌的、雪茄大小的钛管中收集土壤、岩石和大气样本。四年后的现在,这项耗时几代人、耗资数十亿美元的整个任务可能就要泡汤了。
在1月7日的一次新闻发布会上,NASA局长比尔·尼尔森承认,成本激增,最后期限一再推迟,除非现在对MSR进行重大反思,否则可能既没有意愿也没有资金来执行期待已久的收集火星探测器样本管的任务。
尼尔森说:“随着该计划的推进,我们何时能够取回样本的时间不断被推迟,成本也开始加速上升,以至于去年早些时候,人们认为这可能高达110亿美元,而你甚至直到2040年才能取回样本。“好吧,这简直是不可接受的。”
尽管尼尔森断然宣布,他因此“终止了目前设想的[任务]”,但情况并非那么严重。去年4月,NASA悄悄地开始寻找私营合作伙伴,包括SpaceX和Blue Origin,这些公司可以帮助提供硬件并分摊成本。无论MSR是否最终成功,该项目的当前困境都给人们敲响了警钟,说明当任务过于复杂和昂贵,而且在硬件实际开始飞行之前没有进行完整的规划时会发生什么。
MSR绝不是“毅力号”在火星上承担的唯一任务,而且到目前为止,该探测器在研究土壤、大气和地形方面取得了完全的成功。但将样本带回地球仍然是其主要目标之一。MSR最大的问题始终是它 simply had too many moving parts(部件太多了)。在一个完美而简朴的世界里,一个两级宇宙飞船会着陆在火星上,就地收集土壤样本,并将它们转移到一个上升级,该上升级会发射进入轨道。在那里,样本将再次转移,这次转移到第二个轨道宇宙飞船上,该宇宙飞船配备了一个地球运输模块,该模块将携带土壤和岩石返回地球。俗称“抓取即走”任务,这是现在计划于2028年发射前往火星的飞行方案。
“抓取即走”的缺点是,你只能从一个地点获取一个样本,这限制了你所能做的科学研究。NASA反而派遣“毅力号”前往其耶泽罗陨石坑着陆区周围的多个地点——数十亿年前,这是一个内陆海,可能孕育过生命。在那里,探测器从不同高度、不同化学成分的地点收集了样本,并将钛管散落在其行进路径上,就像地质学的复活节彩蛋。
尼尔森说:“为了找到不同层不同年龄的材料和岩石的不同样本,“这将提供数十亿年前火星是什么样子的一个相当完整的历史记录,当时湖里还有水。”
问题是,将这些样本带回地球需要多艘其他宇宙飞船,而这些宇宙飞船还没有得到明确的设计或签订合同,更不用说建造了。首先,分散样本需要收集样本,这需要一个能够沿着“毅力号”的路径行进、收集管子,然后将它们转移到另一个能够从火星表面起飞的着陆器上的采样器,并将其转移到欧洲航天局(ESA)建造的第四艘轨道运输船上,该运输船将把管子带回地球。这不仅导致成本超支至110亿美元,而且还拖延了进度,收集和返回阶段要到2030年代中后期才能进行。NASA在2024年和2025财年总共削减了50亿美元的预算,这更是雪上加霜,进一步减缓了研发速度。
尼尔森说:“这件事已经失控了。”“你 simply can’t do everything you want to do with less dollars(用更少的钱根本无法做到你想做的一切)。”
但是,如果最初设想的MSR已经夭折,那么MSR作为最终目标却没有。NASA目前正在寻求私营公司的招标,以将取回车和上升器送上火星,利用竞争性定价,可以将发送火星表面硬件的任务分配给SpaceX,该公司已经进行了总共11次发射,或者分配给Blue Origin,该公司由于技术问题取消了1月13日计划的首次发射,尚未重新安排下一次尝试。这两种火箭的推进能力将使它们能够将相对较重的收集和上升器送上火星。
另一种方案是NASA保留更多内部工作。与“好奇号”和“毅力号”探测器一样,样本收集车和火星上升器可以由“空中起重机”着陆在火星表面,这是一种火箭动力底盘,悬停在火星表面上方约20米(66英尺)处,并通过缆绳将车辆降落到地面。“空中起重机”的动力有限,这将需要一个更小、更轻——更不用说更便宜——的收集车和上升级,并允许使用更小、更便宜的助推器来启动任务。在这两种情况下,上升器仍然依赖欧洲航天局(ESA)建造的地球运输船将样本带回地球。这两项任务的成本估计在58亿美元至77亿美元之间。
尼尔森说:“这与110亿美元相差甚远。”
更便宜的飞行意味着更早的飞行——至少早一点——尼尔森预测,这些任务最早可能在2030年开始,届时欧洲返回车将发射,随后在2035年发射取回车和上升器。
在联邦资助的项目中,政治始终会发挥作用。尼尔森和即将离任的NASA团队尚未与当选总统唐纳德·特朗普选择的下一任NASA局长贾里德·艾萨克曼讨论火星样本返回任务,更不用说与特朗普本人讨论了。但尼尔森仍然抱有希望。
他说:“我们还没有进行这些谈话,“但我认为如果他们想进行火星样本返回[而且]我认为他们不会不想,这是一件应该做的事情。我认为他们不希望唯一返回的样本来自中国的宇宙飞船。”
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