美国宇航局称，目前已经提出了两种新的潜在策略，以便在 2030 年代之前将关键火星样本带回地球。

  这些提案为最初的火星样本返回计划提供了替代方案。该计划由 NASA 和欧洲航天局共同设计，独立审查委员会预测其成本可能高达 110 亿美元，因此该计划被认为难以实施。委员会的评估还将样本的预计返回日期从 2031 年推迟到 2040 年——NASA 局长比尔·尼尔森周二重申，这一延迟“完全不可接受”。

  纳尔逊在周二的新闻发布会上宣布，该机构将在 2026 年下半年之前在新提出的旨在降低复杂性、成本和任务维持的时间的战略之间做出决定。

  美国宇航局的毅力号火星车自 2021 年 2 月登陆火星以来，一直在收集岩石和尘埃。科学家认为，这些样本——收集自耶泽罗陨石坑，那里曾是一个古老的湖泊和河流三角洲——可能是确定这颗红色星球上是不是真的存在生命的唯一方法之一。

  但将样本带回地球是一个复杂的过程，这一壮举可能会解答人类关于地球以外是不是真的存在生命的最大疑问之一。该计划的原始架构和新架构都包括多艘航天器，用于登陆火星并将样本运回地球。

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  今年 4 月，NASA 要求其各中心和行业合作伙伴制定新计划，以更精简、更经济的方式将样本带回地球。该机构的火星样本返回战略审查小组评估了其中 11 项研究，并向 NASA 提出了建议，随后领导层对这些建议进行了进一步完善。

  美国宇航局科学任务理事会副局长尼基·福克斯博士说：“我们正在探索两种新的着陆方案。一种是利用以前用于登陆火星的毅力号和好奇号探测器的技术。另一种是利用工业界的选择。”

  第一种方案将依靠空中起重机方法，用于两辆仍在探索火星的探测器的进入下降和着陆。纳尔逊说，第二种方案将利用新的商业能力和合作伙伴将“重型运载工具”着陆器（例如SpaceX和 Blue Origin 公司的设计）运送到火星。

  火星长期以来一直是着陆器的一大挑战，因为火星大气层稀薄，厚到足以烧毁没有配备隔热罩的外部结构的航天器。但这颗红色星球的大气层也太稀薄，无法单靠降落伞减速并安全着陆。

  为了部署体积非常庞大、与汽车相当的好奇号火星车，工程师们设计了一个名为“空中起重机”的系统，以确保火星车在进入、下降和着陆期间的安全。在最初的下降过程中，隔热罩、降落伞和制动火箭使航天器减速。

  然后，空中起重机使用一根坚固的缆绳将火星车降落到红色星球的表面。之后，空中起重机断开连接，并在远离现场的地方紧急降落。2021 年，同样的设计被用于着陆毅力号，团队实际上能够拍摄到这次大胆降落的视频。

  “我们希望尽快将它们带回来，在最先进的设施中进行研究，”她说。“火星样本带回将使科学家了解这颗行星的地质历史和这颗可能在过去存在生命的贫瘠星球上的气候演变，并揭示地球生命开始之前的早期太阳系。这也将为我们安全将第一批人类探险者送上火星准备好。”

  明年，该机构将在加利福尼亚州帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室继续测试这两种方案的可行性，并解决每个计划的工程难题。

  根据新提出的战略，最早可在 2035 年或最晚 2039 年将样本返回地球，成本将在 55 亿美元至 77 亿美元之间——与最初的数字“相差甚远”，尼尔森说。

  “探索两条潜在路径将确保 NASA 能够从火星带回这些样本，与之前的计划相比，节省大量成本和时间，”纳尔逊说。“这些样本有可能改变我们理解火星、宇宙以及——最终——我们自己的方式。”

  这是火星样本返回原始概念的插图，展示了多个机器人将协作将样本从这颗红色星球运送回地球。

  虽然这两个方案都比原计划精简，但它们都包含类似的架构，这需要将火星上升飞行器降落在火星表面。该飞行器将装载毅力号收集的样本，然后升空，与欧洲航天局绕火星轨道运行的地球返回轨道器会合。

  福克斯说，然后，轨道器将返回地球并投下样本舱，类似于OSIRIS-REX 任务运送小行星贝努的岩石和尘埃的方式。

  福克斯表示，没有简单的办法能够去掉火星样本返回原始设计中的任何一个元素，因此重点转移到简化每个部分。例如，NASA 选择将样本直接返回地球，而不是将它们放置在绕月轨道上，因为那样需要另一艘飞船去取回它们，纳尔逊说。福克斯表示，每个选项之间最大的不同之处在于着陆机制。

  对于这两种战略，登陆火星的平台都将搭载比原计划更小的火星上升飞行器，平台的太阳能电池板将被替换为即使在火星沙尘暴期间也能供电和供热的系统。福克斯说，这将使样本能够更快地返回地球。

  福克斯表示：“我们很有信心在 2040 年之前带回全部 30 个样本，而且花费不到 110 亿美元。”

  福克斯表示，喷气推进实验室的团队将在明年同时专注于每个计划的工程设计，其中一个挑战是让空中起重机比着陆毅力号的那台起重机大 20%。另一个挑战是设计一种能够在火星上着陆后再发射的火星上升飞行器。

  尼尔森补充道，最终，当选总统唐纳德·特朗普的新政府将负责申请适当的预算来支持该计划 - 并决定是不是希望继续该计划。

  纳尔逊表示，他尚未与特朗普挑选的 NASA 掌舵人、科技亿万富翁、航天先驱贾里德·艾萨克曼讨论新的火星样本返回提案，因为所有讨论都由过渡团队处理。

  “但我认为，如果新政府想要带回火星样本，就不应该只给他们一个选择，这是一个负责任的做法，我没办法想象他们会不愿意，”尼尔森说。

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  此前，中国已宣布有意从火星带回样本。中国的天问三号任务可能会在 2028 年发射，以取回火星样本，并可能在 2031 年返回地球，尽管官员们此前曾表示，他们也可能在 2030 年发射。

  “我认为我们不希望中国航天器带回的样本是唯一的，这只是一个拿了就走的任务，”纳尔逊说。“而我们的过程非常有条不紊……找到不同层的不同样本，这些样本显示了不同年代的物质和岩石，当我们带回这 30 个样本时，它将提供数百万年前火星湖中有水时的相当多的历史。而最大的问题是：数百万年前有生命吗？”

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