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深度报道】美国火星采样返回计划遭遇重大挫折，预算超支、时间推迟，或全面落后于中国
近日，知名科技博客媒体ArsTechnica报道了令人关注的一则消息：美国宇航局（NASA）正在执行的火星采样返回计划遭遇重大挫折。该计划目前面临严重超支的困境，研发成本已经飙升至预算的2倍以上。原定于2028年发射的MSR火星返回探测器被延迟到了2030年，这一举动可能导致NASA多年的火星采样返回计划全面落后于中国，甚至拖累其他深空探测计划。
担任NASA科学项目负责人的托马斯·祖布琴曾预警过危机的发生。如今，据ArsTechnica了解的情况看，问题的严重性远超托马斯当时的预料。喷气推进实验室任务项目经理理查德·库克和美国宇航局总部任务主任杰夫·格拉姆林上周向NASA及各参与机构通报了MSR任务的成本详细报告。
据实际统计数据，目前该任务的总耗资已达90亿美元左右，是任务计划初期预算的44亿美元的2倍以上。这还仅仅是代表构建和测试任务不同组件的整合成本，不包括发射成本、五年期间的运营成本，也不包括建造新的样本接收设施来处理来自火星的岩石和土壤。如果将这些成本纳入考虑，火星样本返回任务的总耗资将远超目前规划的一百亿美元。
更令人担忧的是，先行执行样本采集任务的毅力号已经出发前往火星收集样品，并已收集至少14个火星土壤与岩石样品。由于发射时间的推迟，其返回时间至少推迟到2033年，探测器在十年后是否能成功运行成为一个未知数。即使能够成功发射，探测器抵达火星后的任务期限也将非常紧张。
负责MSR的科学家表示，NASA在今年的火星样本返回联邦预算中获得8.22亿美元后，又在2024财年预算中要求获得9.49亿美元。尽管预算持续增加，但NASA局长比尔·尼尔森警告称，这项任务的近期成本还将继续增加。这一预算的爆炸性增长源于早期规划中的技术错误以及管理问题。例如，庞大的火星着陆器的展开尺寸达到7.7米，重量达两辆车的车库大小，这对于实验室来说是一个前所未有的挑战。实验室还在负责其他重大项目如欧罗巴快艇的发射任务。这种资源分配的不平衡引发了人们对未来项目能否顺利进行的担忧。
另一方面，这个持续十几年的庞大项目已经影响到NASA的其他任务。例如Veritas金星任务已经被推迟了三年，蜻蜓号土卫六无人机以及天王星轨道器等任务也可能面临推迟的风险。这场危机正给美国宇航局带来巨大的压力和挑战。不仅如此此次火星采样任务的复杂程度极高甚至可能导致美国在这一领域被中国超越对此你有什么看法呢？欢迎留言讨论！介绍NASA-ESA联合的MSR任务：复杂而曲折的火星采样征途
经过多次变更，NASA-ESA的MSR任务终于在2022年9月获得了最新批准。这一宏伟计划主要包含以下几个关键组成部分：
1. 毅力号Perseverance的样本采集任务：于2020年7月30日发射，由NASA主导。毅力号将进行火星表面的深度探索，发现并收集具有极高研究价值的样品。
2. 地球返回轨道器ERO：计划于2027年发射，由ESA主导。ERO将在火星轨道上等待，为返回的样品提供一个安全的接收点。
3. 样本返回着陆器SRL-SFR与SRL-MAV：这两项任务将于2028年联合发射，由ESA与JPL联合实施。它们将负责收集毅力号放置的样品，并送到火星轨道上的飞行器进行返回。
4. 返回地球：整个任务的最终目标是2033年将火星样品带回地球。
原本，任务中有一个更为复杂的环节：样品返回着陆器和飞升器原本计划作为一个任务发射。但NASA发现这种设计风险过高，特别是在设计如此重的火星着陆探测器方面。决定将这一任务拆分为“样本收集着陆器”和“样品着陆飞升器”两部分，并配备了火星直升机辅助收集样品。
这一调整虽然增加了10亿美元的成本，并可能导致任务推迟至少两年完成，但降低了结构设计的难度。尽管如此，由于众多复杂因素，最理想的情况也可能是在2030年发射，然后在2033年返回地球。
与美国的复杂设计相比，中国的火星采样计划显得更为简单高效。中国采用的模式是集样品采集、收集和发射于一体的着陆器，整个流程简洁明了，尽可能地降低了不可控因素。虽然采集的具体位置和方法可能会带来一些不确定性，但最重要的任务是将样品带回地球。
与此NASA的阿尔忒弥斯登月计划也面临着诸多挑战和变数。这一计划中，星舰月球版成为了最大的不确定因素。最近，NASA甚至考虑采用蓝色起源的月球登陆飞船方案，这不禁让人担忧其原创性和执行力。
无论是美国的MSR任务还是中国的火星采样计划，都是人类太空探索史上的重要里程碑。尽管挑战重重，但两大航天强国都在努力探索未知，为人类未来的太空之旅铺平道路。探索之路虽曲折，但前景充满希望。中国的登月计划犹如“疾风迅雷”，采用分两次发射的方式，首次发射登月着陆飞船，第二次发射载人返回飞船。两艘飞船在月球轨道上精妙对接后，执行登月任务，完成后安全返回地球。这与阿波罗飞船有异曲同工之妙，但登月飞船的创新之处在于其两级一体化设计，可加注燃料重复使用，展现出中国航天科技的独特魅力。
美国的阿尔忒弥斯计划则采取了不同的策略。SLS火箭的首要任务是在月球轨道上构建一个名为“深空门户”的空间站。随后，SLS火箭携带猎户座飞船搭载宇航员抵达此空间站。接着，利用SpaceX的月球版星舰将宇航员送至月球轨道，经历数次加油后着陆月球。任务完成后，宇航员将通过猎户座飞船返回地球。
“深空门户”空间站的建造成为了一大挑战。SpaceX的月球版飞船也面临诸多难题。想要在2025年前实现登陆目标似乎颇为困难。据我估算，即便到了2028年，实现这一目标的可能性也相当渺茫。与中国的登月竞赛已经进入白热化阶段，任何一个环节的失误都可能影响中美两国的竞争结果。
NASA显然对此感到焦虑。在今年5月，他们甚至将未中标的蓝色起源月球飞船召回作为备选方案，以防马斯克的巨型飞船出现延误。这一举措似乎让NASA的登月策略与中国颇为相似。
SLS火箭作为美国的登月利器，承载了无数人的期望。阿波罗计划是航天领域的里程碑，中国与美国的登月活动都是对这一伟大计划的致敬。NASA仍需加倍努力，否则在登月和火星采样任务上被中国全面超越，无疑将是一场巨大的遗憾。
让我们共同期待这场太空竞赛，见证人类的智慧与勇气。探索宇宙，共筑科学之梦。
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