曾經(jīng)在太空遙遙領(lǐng)先的美國(guó),如今正被預(yù)算枷鎖和技術(shù)協(xié)調(diào)難題困住腳步。
而中國(guó)則憑借穩(wěn)扎穩(wěn)打的積累,正在逆轉(zhuǎn)火星探測(cè)的格局。
日前,斯坦福大學(xué)航天專家斯科特·哈伯德公開表態(tài),若美國(guó)不將“搶先中國(guó)取回火星樣本”列為首要航天任務(wù),大概率會(huì)在這場(chǎng)深空探測(cè)的關(guān)鍵競(jìng)賽中敗北。
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要知道,火星作為太陽系內(nèi)和地球最接近的行星,它的演化歷史就像一本“宇宙教科書”,里面藏著太陽系形成、類地行星演化的密碼,更可能記錄著生命是否曾在地球之外存在過的痕跡。
而要解開這些密碼,光靠火星車在表面探測(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,把樣本帶回地球放在實(shí)驗(yàn)室里做精細(xì)分析,是目前最直接也最有效的方式。
這也是為什么中美兩國(guó)都把火星采樣返回任務(wù),視為深空探測(cè)領(lǐng)域的“皇冠級(jí)”挑戰(zhàn)。
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提到美國(guó)的火星采樣返回計(jì)劃,很多人會(huì)想到2021年2月成功登陸火星的“毅力號(hào)”火星車。
這臺(tái)花費(fèi)巨資打造的探測(cè)器,核心任務(wù)之一就是在火星表面采集樣本,為后續(xù)返回地球做準(zhǔn)備。
截至目前,毅力號(hào)已經(jīng)在火星杰澤羅隕石坑完成了至少33個(gè)樣品管的采集,距離43份的目標(biāo)只差一步之遙,這些封裝好的火星巖芯,被認(rèn)為可能藏著火星遠(yuǎn)古存在液態(tài)水和生命痕跡的關(guān)鍵證據(jù)。
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按照美國(guó)航天局最初的規(guī)劃,接下來本該是“接力賽”的關(guān)鍵環(huán)節(jié):2030年發(fā)射地球返回軌道飛行器,2035年發(fā)射樣本回收著陸器,到2040年把毅力號(hào)采集的樣本帶回地球。
可現(xiàn)實(shí)卻給了這個(gè)宏偉計(jì)劃一記重?fù)簟?/p>
2026年1月6日,美國(guó)國(guó)會(huì)眾議院撥款委員會(huì)公布的2026財(cái)年撥款法案文本顯示,白宮提出的終止“火星樣本取回”任務(wù)的提議,已經(jīng)得到了民主、共和兩黨的協(xié)商支持。
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雖然法案還需要參眾兩院通過并由總統(tǒng)簽署才能正式生效,但這一信號(hào)已經(jīng)基本宣告了原有計(jì)劃的“死刑”。
導(dǎo)致計(jì)劃擱淺的核心原因,是居高不下的預(yù)算。
2023年9月的一份獨(dú)立審查報(bào)告就顯示,這個(gè)項(xiàng)目的總預(yù)算可能高達(dá)110億美元,后來美國(guó)航天局雖努力把預(yù)算下調(diào)到70億美元,但在多項(xiàng)太空探測(cè)項(xiàng)目都面臨資金緊張的背景下,這個(gè)數(shù)字依然被認(rèn)為難以承受。
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更關(guān)鍵的是,美國(guó)的火星采樣返回任務(wù)是和歐洲航天局聯(lián)合開展的,歐洲負(fù)責(zé)研制地球返回軌道器,美國(guó)負(fù)責(zé)著陸器和上升器,這種國(guó)際合作模式雖然能分?jǐn)偧夹g(shù)壓力,卻也增加了協(xié)調(diào)難度。
如今美國(guó)計(jì)劃終止,歐洲航天局前期投入的大量努力也可能付諸東流,即便后續(xù)想調(diào)整軌道器的用途,也需要重新規(guī)劃,進(jìn)一步拖延時(shí)間。
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計(jì)劃可能終止的消息,讓美國(guó)行星科學(xué)界陷入焦慮。
2025年1月,前任國(guó)航天局局長(zhǎng)比爾·納爾遜已經(jīng)做出警告:中國(guó)火星任務(wù)讓美國(guó)望塵莫及,NASA至少落后四年。
畢竟,毅力號(hào)已經(jīng)在火星運(yùn)行了將近5年,樣本管基本裝滿,要是后續(xù)無法取回,這幾年的采樣工作就相當(dāng)于“白忙活”。
而如何利用好毅力號(hào)剩余的可用時(shí)間,成了迫在眉睫的難題。
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就在美國(guó)為預(yù)算和方案焦頭爛額的時(shí)候,中國(guó)的火星采樣返回任務(wù)正按部就班地推進(jìn)。
2025年3月,央視新聞援引航天專家孫澤洲的表述,明確中國(guó)火星取樣返回任務(wù)可能集中在2030年前后,到達(dá)火星時(shí)基本是火星的秋冬季,目前相關(guān)團(tuán)隊(duì)正在針對(duì)軌道設(shè)計(jì)、火星軌道停留等方案做細(xì)致規(guī)劃。
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這個(gè)時(shí)間點(diǎn),比美國(guó)最新調(diào)整后預(yù)計(jì)的2035年,足足提前了5年。
可能有人會(huì)問,火星采樣返回難度那么大,中國(guó)為什么敢設(shè)定這樣的目標(biāo)?答案很簡(jiǎn)單:靠的是一步步積累的硬實(shí)力。
在此之前,中國(guó)已經(jīng)完成了四次月球登陸、一次火星登陸,還有兩次地外天體采樣返回的任務(wù),這些經(jīng)驗(yàn)就像一塊塊基石,為火星采樣返回任務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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比如嫦娥五號(hào)、六號(hào)的月球采樣返回,讓中國(guó)掌握了地外天體著陸、采樣、封裝、上升、對(duì)接、返回等一系列核心技術(shù),而天問一號(hào)任務(wù)一次性實(shí)現(xiàn)火星“繞、落、巡”,更是讓中國(guó)成為全球首個(gè)在首次火星探測(cè)任務(wù)中就完成這三大目標(biāo)的國(guó)家,積累了寶貴的火星環(huán)境探測(cè)數(shù)據(jù)。
不過,中國(guó)航天人也清醒地認(rèn)識(shí)到,火星采樣返回的難度,遠(yuǎn)比月球采樣大得多。
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地球到火星的最近距離有5500萬公里,最遠(yuǎn)距離更是達(dá)到4億公里,而地球到月球的平均距離只有38萬公里,兩者相差上百倍。
而遙遠(yuǎn)的距離不僅意味著探測(cè)器需要飛行7個(gè)月左右才能到達(dá)火星,更給通信測(cè)控帶來了巨大挑戰(zhàn),信號(hào)傳輸延遲會(huì)讓地面控制變得十分困難。
而且火星的重力是地球的1/3,是月球的2倍,從火星表面起飛需要更大的推力,再加上火星有稀薄的大氣,會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)阻力,這對(duì)探測(cè)器的外形設(shè)計(jì)和推進(jìn)系統(tǒng)都是全新的考驗(yàn)。
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為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),中國(guó)制定了務(wù)實(shí)的任務(wù)方案。
根據(jù)規(guī)劃,天問三號(hào)火星采樣返回任務(wù)將分兩次發(fā)射長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭,分別把軌道器和返回器組合體、著陸器和上升器組合體送往火星。
著陸器和上升器組合體在火星表面完成采樣封裝后,上升器會(huì)以著陸器為臨時(shí)發(fā)射平臺(tái)點(diǎn)火升空,飛到火星軌道與軌道器對(duì)接,把樣本轉(zhuǎn)移過去,最后由軌道器帶著樣本返回地球。
這種分步實(shí)施的方案,能最大限度降低任務(wù)風(fēng)險(xiǎn),提高成功率。
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其實(shí),中美兩國(guó)在火星采樣返回任務(wù)上的差異,本質(zhì)上是兩種發(fā)展模式的體現(xiàn)。
美國(guó)的計(jì)劃雖然起步早、技術(shù)積累深,但過度依賴國(guó)際合作和私營(yíng)企業(yè),再加上國(guó)會(huì)預(yù)算的反復(fù)掣肘,導(dǎo)致任務(wù)推進(jìn)舉步維艱。
而中國(guó)則堅(jiān)持自主可控、穩(wěn)步推進(jìn),每一步都走得扎實(shí),不追求“急功近利”,而是注重技術(shù)的逐步迭代和經(jīng)驗(yàn)的積累。
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最重要的是,中國(guó)無意與任何國(guó)家搞所謂的“太空競(jìng)賽”。
在中國(guó)看來,航天探索的本質(zhì)應(yīng)該是人類對(duì)未知宇宙的共同探索,而不是國(guó)家間的“零和博弈”。
中國(guó)從來沒有把美國(guó)當(dāng)作競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,而是始終按照自己的節(jié)奏和規(guī)劃推進(jìn)航天任務(wù),從嫦娥探月到天問探火,每一步都是為了拓展人類對(duì)宇宙的認(rèn)知邊界。
而火星不會(huì)因?yàn)槟膫€(gè)國(guó)家先取回樣本就屬于哪個(gè)國(guó)家,它是全人類的共同財(cái)富。
環(huán)球網(wǎng):2025-04-04:中國(guó)發(fā)布天問三號(hào)火星取樣返回任務(wù)國(guó)際合作機(jī)遇公告
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