要被中國彎道超車?美國取火星樣本計劃或流産,我國卻進展順利

姿勢分子knowledge 2024-04-17 17:24:37

沒有對比,就沒有傷害。在我國積極推動載人登月和火星樣本采集計劃的同時,美國的兩個計劃卻困難重重。在阿爾忒彌斯計劃不斷推遲之後,美國想要取回火星樣本的計劃也面臨流産的危局。

2020年7月,全世界有三台火星探測器發射升空,分別是阿聯酋的希望號,我國的天問一號和美國的毅力號,其中希望號是繞火星軌道器,我國和美國則均有火星車著陸。

雖然同是火星車,我國的祝融號要落後一些。這是沒辦法的事,作爲航天事業起步較晚的國家,我們能第一次嘗試火星車就成功已經是一大壯舉了,不可能一蹴而就,馬上追趕上美國的步伐。但作爲對比,美國的毅力號火星車確實功能非常強大,不僅會在火星表面巡視,甚至還能采集火星岩石樣本。

毅力號著陸的地點,是火星的傑澤羅隕石坑,根據天文學家的研究,這裏很可能是火星遠古湖泊的遺迹。數十億年前,火星曾經非常宜居,表面有大量的水,形成了江河湖海,甚至可能孕育過生命。

所以,火星樣本的采集就非常重要了,它們或許可以給我們一個關于火星生命的最直接的答案。就算沒有關于生命的證據,這些樣本對于天文學家了解火星的演化曆史也具有極其重要的價值。

根據計劃,毅力號火星車將會在火星表面采集35份樣本。不過,由于技術的限制,美國還不足以在毅力號的任務中直接將這些樣本帶回來,因此它只能先把采集好的樣本暫時封存在樣本管裏,然後在差不多10年後,利用更加先進的技術和新的航天任務把它們取回來。

自從著陸後的這3年時間裏,毅力號火星車兢兢業業,已經采集了24份火星岩石樣本。根據天文學家的分析,這些樣本都非常具有代表性,值得研究。然而,苦苦等待新任務的樣本管們,在火星上孤零零地守望了3年後,得到了一個不好的消息,美國宇航局接它們回地球的計劃,或許就要流産了。

原因很簡單,那就是原來的計劃,成本實在太高了。

熟悉美國宇航局的朋友應該知道,這是他們的老毛病了。包括此前的哈勃、詹姆斯·韋布兩大史詩級太空望遠鏡,在研發過程中都曾經面臨過成本瘋狂飙升的尴尬境地,甚至一度差點流産。美國宇航局的成本控制水平,實在令人汗顔。

早在2021年的時候,歐洲航天局的太空探索主管David Parker就曾經提出,美國宇航局當初提出的火星采樣返回計劃“複雜到令人百思不得其解”,該機構原本要爲這個項目建造返回地球的軌道器。

經過三年的時間,他的預言得到了驗證。最初設計的時候,美國宇航局對這個任務的預算是40億美元。然而,根據最新的任務研究進展,這個數字已經飙升到了至少80億美元,翻了整整一倍,最高甚至可能達到110億美元!

而且,飙升的成本不僅體現在經費方面,還包括時間成本。根據獨立審查委員會提供的結論,美國想要把這些成本帶回地球,花費的時間不是最初設想的10年,而是整整20年,這也比預期提高了一倍!

看到這個結論,連美國宇航局局長比爾·尼爾森也坐不住了,他表示:“毫無疑問,110億美元對我們來說實在是太過高昂了,而且樣本最早在2040年才能返回,這個時間點也是無法接受的,2030-2040這10年可是我們要把宇航員送上火星的計劃時間啊!”

根據美國參議院3月8日通過的6項常規撥款法案,2024財年NASA預算最終確定爲248.75億美元。但美國宇航局遠不止有這一個項目啊,即便是20年花110億美元,這個項目也讓美國宇航局吃不消,他們完全無法接受這個高昂的成本。

爲今之計,美國方面只能廢止當初的計劃,並向全社會征集新的可行性高的計劃。美國宇航局科學任務理事會負責人Nicola Fox在本周一的新聞發布會上表示:“我們正在探尋能夠更早、更低成本地送回樣本的可能性。”

Fox表示,有意參與該項目的科技公司或實驗室,可以在5月7日之前將方案的雛形提交給美國宇航局,後者會選擇其中比較好的幾個方案,並給予額外的90天進一步完善其計劃,預計在今年秋末冬初看到新的方案。

總而言之,此前他們雄心勃勃的"火星樣本返回"計劃,看樣子是流産了。至于新的方案到底能不能按時被提出並執行,還是個未知數。不得不說,美國宇航局這一次確實是遇到棘手的問題了。

幾家歡喜幾家愁,我國的航天科技集團相關研究團隊前不久剛剛宣布,中國計劃2030年前後完成火星采樣返回。這麽看來,我國目前的相關進展還算比較順利。

想要執行這個前所未有的艱難任務,我們首先需要的就是重型運載火箭。目前,我國的新型火箭研發也在有條不紊地進行之中,尤其是最近,我們經常看到新型火箭發動機成功試車的消息,看起來下一代火箭離我們也不遠了。

說起來,我國目前的火星表面采樣返回計劃,和美國的模式是相似的,那就是同時發射兩枚火箭。其中一枚火箭攜帶的是著陸器,用來在火星表面進行采樣,然後再把樣本發射到彗星軌道上。另一枚火箭攜帶的就是軌道器,用來接收發射到軌道上的樣本,然後帶回地球。畢竟以人類目前的科技水平,僅通過一枚火箭實現這兩部分任務還是不可能的。

當然,涉及到任務的具體細節,兩個國家之間還是有很多不同之處的,這也是影響成本的重要因素。比如美國的毅力號火星車已經采集到了樣本,屆時只需要取回來就行;而我國的著陸器還需要攜帶樣本采集的裝置。

而且,由于當初考慮不周,美國宇航局還需要爲這個項目額外添加載荷,比如消毒系統,用來防止地球上的微生物汙染火星。這不僅需要額外花差不多2億美元,還要額外花大量的時間。而時間的增加,又需要美國宇航局額外每天花大量的資金維持項目的運行以及科學載荷,成本就會翻著番兒地增長。

另外,美國的通貨膨脹,也不是4年前的他們能想象的。再加上疫情帶來的持續影響,還有供應鏈等問題,也是導致該項目成本遠遠超出預期的關鍵。

總而言之,美國方面確實要抓點緊了。如果這個計劃再拖延下去,沒准第一個把火星樣本帶回來的,就是咱們中國人了,這也是美國人最擔心的。

當然了,這也是美國宇航局找美國政府要錢的好借口,這事他們也不是沒做過。沒准爲了防止被我國超越,他們能跟美國政府要到更多的經費。如果能通過這個方式鞭策美國以及全人類航天水平進步,咱們也挺自豪的~

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簡介:知識不會,只是姿勢不對;科學凡此種種,用人話才能聽懂