下一个火星大目标：从这颗红色星球带回样本

根据一份新的规划文件，NASA 下一步的火星行动应该侧重于将火星碎块带回地球，可能由机器人和宇航员交接。让人类参与太空岩石交换将确保样本和地球得到保护——考虑到 NASA 火星计划的时间和预算限制，这可能无论如何都是合理的。

美国宇航局火星计划规划小组于周二发布的最终报告列出了美国宇航局可以采取的几种方案，以便将火星岩石样本带给地球上的科学家，这是 2011 年主要科学优先事项清单中概述的主要目标之一。美国宇航局正在权衡这些选择，但要到 2013 年初总统发布 2014 财年预算申请时才会宣布其选择。

领导 MPPG 团队的奥兰多·菲格罗亚告诉记者，NASA 可以在 2018 年或 2020 年的发射窗口开始规划任务的整体架构，届时火星距离地球足够近，可以顺利进行探测。这可能包括一个新的火星轨道器，部分原因是 NASA 到 2018 年只有 8 亿美元可用，不足以发射另一辆火星车。MPPG 是今年早些时候成立的，旨在应对 NASA 机器人探索计划的削减。

任务部件可能包括一队微型探测车、从着陆器上拉下来并从山上滚下来的双轴车辆，甚至还有用于运送货物的超音速空中起重机。

美国宇航局还必须决定发射多少部件——样本返回任务可能一次性完成，包括一辆土壤采集车、一枚发射至火星的火箭、一架与太空飞船会合或将其带回地球的轨道器，或者可能将这些阶段分为两到三个步骤。各个部件都仍处于设计阶段，可能包括小型着陆器、微型探测车车队、从着陆器上拉下来并可从斜坡上滚下的双轴车辆、用于更好地进行电信中继的轨道原子钟，甚至还有用于运送重型货物的巨型超音速空中起重机。

美国宇航局科学任务理事会副局长、前宇航员约翰·格伦斯菲尔德表示，无论结果如何，样本返回任务都很可能涉及人员。计划在载人探索的同时进行样本返回可以降低成本，并增加冗余，从而使任务更安全。如果美国宇航局按照目前的时间表，可能要到 2030 年代末甚至 2040 年代才能从火星带回样本——但这与奥巴马总统为将人类送往火星设定的时间范围大致相同，格伦斯菲尔德指出。

“如果我们能在火星轨道或返回地球的途中采集样本，我们只需规划，就能找到几乎是偶然的机会，让人类能够采集样本，”他说。“现在，这可能不是一个穿着舱外航天服、戴着棒球手套的人抓石头的。”

相反，一个已经受到一层或两层防护措施保护的密封太空舱将从火星轨道飞行或在飞往地月系统的途中与一个太空舱会合，在那里人类可以用机械臂抓住它并将其放入保护舱中。

“将宇航员送回地球是必要条件之一。因此，你需要付出大量努力，确保宇航员安全返回。这将是确保样本安全返回的有效方法，”他说。

决定去哪里获取岩石也需要讨论。到目前为止，NASA 一直避免在火星上任何可能存在生命的温暖、潮湿或盐度高的地方着陆，或者至少在着陆后生命可能存活的地方着陆——但这些环境中的岩石可能正是科学家们最想得到的。

“我们知道火星上有生命，因为我们用探测车把生命送到了那里，”格伦斯菲尔德解释道。“如果我们想在目前适宜居住的环境中探测潜在的火星生命，我们需要付出更多努力，避免我们带来的微生物污染火星，这仍然是一个挑战。”

时间正在流逝，现在美国宇航局官员将仔细研究菲格罗亚的文件并决定如何为新预算设定优先事项，格伦斯菲尔德说。