科技日报记者 刘霞
从行星科学的视点来看，火星宛如地球的“孪生兄弟”：它们的构成时刻、内部结构，乃至构成初期的环境都极类似。
但在随后几十亿年间，这对“兄弟”却各奔前程：地球生机盎然；火星却荒芜死寂。
火星为何会遭受如此惨痛的命运？火星上是否曾有生命呈现？是让许多科学家翻来覆去的疑团。科学家一向期望能从火星采回样本，进行研讨，提醒火星的“宿世此生”，解开这些疑团。多年酝酿，总算行将施行。
据美国《科学》杂志网站11月22日报导，由美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）一同规划的“火星采样回来”（MSR）使命现已敲定：耗资70亿美元，分四步走，从火星上搜集约600克样本送回地球。
欧洲研发的地球回来轨迹器将盯梢并抓取在轨迹上装有样本的容器。来历：美国《科学》杂志
我国科学院国家天文台研讨员、被称为“火星叔叔”的郑永春博士对科技日报记者表明：“2019年是阿波罗登月五十周年，火星采样使命在某种程度上可与阿波罗方案相比较。”
势在必行的火星采样使命
为何需求进行火星采样使命呢？
郑永春解说说，在太阳系内，火星是与地球环境最为类似的星球，也是仅有有或许完结大规模移民的星球。现在，除了极少数火星陨石外，人类只能凭借航天器进行遥感和原位勘探。
尽管，人类在火星陨石中发现了有机物，在大气层中检测到了甲烷，但现在火星上是否仍然还有生命？火星上是否从前繁殖过生命？这样一些问题仍然没有答案。而要想答复这样一些问题，只能寄期望于火星样本的研讨。
英国伦敦大学学院的空间科学家安德鲁·科茨说：“火星采样使命将是太空探究范畴最重要的使命之一。”
据《科学》杂志报导，欧洲航天局（ESA）22个成员国的部长下周将齐聚西班牙塞维利亚，经过该组织未来三年的预算方案。ESA载人航天与机器人探究总监戴维·帕克说，他打算在会议上要求为MSR使命头几年以及将于下一年发射升空的“火星太空生物”方案（ExoMars）的火星车供给6亿欧元赞助。他有决心能如愿以偿。
NASA则期望在特朗普政府向国会提交的2021年预算案中呈现MSR使命的“身影”。该组织火星勘探科学家迈克尔·迈耶以为，现在咱们具有一大批研发和控制火星车的科学家和工程师，履行这一使命恰逢其时；此外，咱们也具有一组仍然在正常运转的火星轨迹器，可供给中继通讯，“万事皆已具有”。
出资70亿美元 分四步走
尽管如此，MSR使命负责人、NASA喷气推动实验室的布莱恩·穆尔黑德说：“这一火星采样使命也和将人类送往月球相同杂乱。”
郑永春介绍道，火星采样回来使命非常杂乱，要分为采样、取样、交代、回来四个进程。现在，美国在火星着陆方面的技能现已根本老练，下一年发射的火星车将搜集火星岩石和土壤样本，并封装在样本管内；而2028年发射的另一辆火星车要把散落在火星外表的这些样本搜集起来，封装在一个密封球体内，这个使命耗时很长，也很不简单。
郑永春继续着重说：“特别困难的是，火星采样回来使命，要在火星上主动发射火箭进入火星上空，与轨迹器进行交会对接。这些使命在地球上有人参加的情况下，都是危险很高的技能，而要在火星上无人参加的情况下完结，难度就更大了。”
回来火箭研发负责人、NASA马歇尔太空飞行中心的安吉·杰克曼也表明：“让样本脱离火星并非易事，这将是人类初次从另一颗行星发射火箭。”
火星采样回来使命四个进程。来历：美国《科学》杂志网站
此外，据《科学》杂志报导，为运用最少的燃料样本送回地球，ESA期望凭借离子推动器来推动地球回来轨迹器。离子推动器将运用太阳能电池板发生的电能驱动离子，发生可继续数月的平稳脉冲，然后推动航天器行进。ESA的“贝皮·科伦坡”水星勘探器正在运用这一办法前往水星。鉴于离子推动发生的推力较小，因而，这一行程估计历时2年，而非9个月左右。欧洲航天局MSR负责人桑杰·维杰德拉姆说：“离子推动有缺点，但这在某种程度上预示着，咱们咱们能够运用欧洲现有技能完结这一使命。”
至于70亿美元的费用问题，郑永春表明：“阿波罗登月其时用了200多亿美元，相当于现在的上千亿美元。现在仍在火星上履行使命的‘猎奇’号火星车，耗资26亿美元。所以，假设能否完结火星采样的话，70亿美元完结人类前史第一次，并不算许多。”
期望发现生命存在的依据
研讨人员称，他们现在很难切当猜测十年后将怎么研讨这些样本，但他们期望能发现火星上曩昔或现在存在生命的痕迹。上一年，“猎奇”号火星车发现了两个富含有机大分子的地址，但它搭载的仪器不能鉴别出这些分子终究源于生命仍是由地质进程发生。
西班牙马德里天体生物学中心的玛丽亚-帕扎·佐尔扎诺也参加了MSR科学优先事项的确认作业。她说，地球上的科学家能够剖析来自耶泽洛陨石坑中的样本中相同资料内的碳同位素，以确认其是否源于生命。
假设没有在样本内发现任何生命存在的痕迹，科学家想知道详细原因。麻省理工学院行星科学家本杰明·魏斯问道：“是因为火星不宜居？仍是因为生命并没有发生过？”
科学家以为，数十亿年前，跟着内核变冷，火星失去了自己的磁场，大气因而逃逸，火星外表变得冰冷枯燥，并遭受强的太空辐射的“腐蚀”。经过搜集不相同本的数据并丈量它们的古磁场，以及它们构成的环境，他们能够验证上述理论是否正确，以及假设上述情况事实，那么是否因为火星在很早之前就变得不宜居，以至于生命从来就没开端过。
火星原始状况或遭损坏
为更好地了解火星，人类真是费力了心思。“猎奇”号、“洞悉”号，以及“火星采样使命”中那些将连续访问火星的火星车、着陆器等等，在火星上“你方唱罢我上台”，给荒芜孤寂的火星增添了几分热烈和喧嚣。
佐尔扎诺说，跟着人类探究火星的热心日积月累，研讨这一行星原始状况的时机变得日益迷茫。她说：“假设咱们现在不介入，咱们会错失这个共同的时刻。”
郑永春对此也深表附和，他说：“跟着世界各国对火星勘探的爱好日益添加，会有渐渐的变多航天器登陆火星。”
以2020年的火星发射窗口为例，就将有美国、印度、阿联酋、以及欧洲和俄罗斯协作的“火星太空生物”方案（ExoMars）的火星车发射；我国的火星勘探器也将发射升空，并将完结盘绕火星、登陆火星、火星车巡视勘测等使命。
郑永春略带忧心肠指出：“这势必会要挟火星现有的原始状况，乃至还有或许把地球上的生命带到火星上。假设是这样的话，往后即使科学家在火星上找到了生命或生命的‘蛛丝马迹’，也很难区别它们究竟是不是地球上带曩昔的。”
火星采样使命4步走
1、采样：现在，MSR使命的第一阶段方针已挨近完结：NASA耗资25亿美元研发的“火星2020”火星车方案于2020年7月发射，将在有40亿年前史的耶泽洛陨石坑（Jezero crater）着陆。耶泽洛陨石坑里有保存无缺的远古河流三角洲的化石，该区域的岩石保存着关于火星绵长而多样的地质前史时期的信息。火星车可四处活动，完结科学实验，钻探小块泥岩和其他岩石（这些岩石或许蕴藏着陈旧生命的“蛛丝马迹”），搜集岩心样本。
每个样本将包括20克岩石和粗砂，存储于约手电筒巨细的管内，NASA会将一些样本管暂时寄存在火星外表；另一些则放在火星车上。
2、取样：日历向前翻到2028年！到时，NASA另一个着陆器将带着回来火箭和ESA制作的取样火星车抵达火星。着陆器将于2026年发射升空，于2028年8月登陆火星。
之后，像茶几巨细的采样火星车将从着陆器中驶出，寻觅几年前散落的样本管。火星车将依托太阳能供电，因而，在阳光日益削弱的冬天到来之前，它只要6个月时刻完结使命。为此，它每天需求行进200米，并能主动导航。
一旦火星车取样成功回来着陆器，由ESA制作的机械臂便会从车架子上取下样本管，将其间30个置于篮球巨细的钛容器内，该容器只能包容约30个样本。
3、交代：随后，回来火箭将装满样本的容器发射到间隔火星外表300千米高的轨迹内，以与ESA的地球回来轨迹器“会师”。地球回来轨迹器跟跟着陆器一同抵达火星，意图是抓取进入火星轨迹的样本。
顺畅“会师”后，由NASA制作的机械设备会将装载样本的球体放入一个密闭模块中，随后进行密封并消毒，该模块最终会被放置于一辆名为“地球进入车”的盘形车内，盘形车随后会在减震器的维护下，在没有降落伞减速的情况下，降落于犹他州的沙漠。
4、回来：样本将于2031年回到地球，之后将置于一个阻隔设备中，使其不受地球微生物等的污染。
来历：科技日报 文中图片除注明外均来自网络
修改：陈可轩
审阅：王小龙
