
根據一份新的規劃文件,NASA下一步的火星行動應著重於將火星樣本帶回地球,可能透過機器人和太空人之間的交接方式完成。讓太空人參與太空岩石交換,既能確保樣本安全,又能保護地球——考慮到NASA火星計畫的時間和預算限制,這樣做或許也是明智之舉。
美國太空總署(NASA)火星計畫規劃小組週二發布的最終報告列出了NASA可能採取的幾種方案,旨在將火星岩石樣本帶給地球上的科學家。這是2011年一項重要的科學優先事項清單中列出的關鍵目標之一。 NASA正在權衡這些方案,但要等到2013年初,也就是總統公佈2014財年預算申請時才會宣布最終選擇。
領導火星探測計畫小組(MPPG)的奧蘭多·菲格羅亞告訴記者,NASA可能會在2018年或2020年的發射窗口期開始規劃任務的總體架構,屆時火星距離地球足夠近,有利於發射。這很可能包括發射一顆新的火星軌道探測器,部分原因是NASA到2018年只有8億美元的預算,不足以發射另一輛火星車。 MPPG是今年稍早成立的,旨在應對NASA機器人探測計畫的預算削減。
任務部件可能包括微型漫遊車群、從著陸器上滑下並滾下山坡的雙軸車輛,甚至還有用於運送貨物的超音速空中起重機。
NASA還需要決定發射多少個零件——火星樣本返回任務可能採取一次性方案,包括採集土壤的火星車、發射升空的火箭以及與太空中的火星車對接或將其帶回地球的軌道器;也可能分兩到三個步驟完成。所有部件目前都還在設計階段,可能包括小型著陸器;微型火星車群;從著陸器上滑行而下、可沿斜坡行駛的雙軸車輛;用於改進通信中繼的軌道原子鐘;甚至還有用於運送重型貨物的巨型超音速空中起重機。
美國太空總署科學任務理事會副局長、前太空人約翰·格倫斯菲爾德表示,無論最終方案如何,火星樣本返回任務很可能需要載人參與。將樣本傳回與載人探索同步規劃,可以降低成本,並增加冗餘措施,從而提高任務安全性。格倫斯菲爾德指出,如果美國太空總署按照目前的計畫進行,可能要到2030年代末甚至2040年代才能從火星帶回樣本——但這與歐巴馬總統設定的載人火星任務時間表大致相同。
「如果我們能在火星軌道上或返回地球的途中獲取樣本,我們只需做好規劃,就能找到幾乎是偶然的機會,讓太空人採集樣本,」他說。 “當然,這可能不是穿著太空衣、戴著棒球手套的人去抓一塊岩石。”
相反,一個密封的太空艙,已經受到一到兩層防護,將從火星軌道或前往地月系統的途中飛行,並與太空艙對接,在那裡,人類可以用機械臂抓住它,並將其放入保護艙中。
「確保太空人安全返回是必要條件之一。因此,我們需要投入大量資源和精力,確保太空人安全返回。這也能有效地確保樣本安全返回,」他說。
決定去哪裡採集岩石樣本也需要一番討論。迄今為止,NASA一直避免在火星上任何可能存在生命(或至少是生命可能在著陸後存活)的溫暖、潮濕或高鹽度地區著陸——但這些環境下的岩石樣本或許正是科學家們最渴望獲得的。
格倫斯菲爾德解釋說:“我們知道火星上有生命,因為我們已經把生命樣本送上了火星探測車。如果我們想在目前適宜居住的環境中探測潛在的火星生命,我們需要更加努力地避免將我們帶來的微生物污染火星,這仍然是一個挑戰。”
格倫斯菲爾德說,時間緊迫,現在美國太空總署官員將仔細研究菲格羅亞的文件,並決定如何為新預算設定優先事項。
