NASA预计2033年将火星样本带回地球

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NASA已完成火星样本返回计划的系统要求再审查,该计划即将完成概念设计阶段(conceptual design phase)。 在这个阶段,计划团队已经评估和改进了火星样本返回地球的架构,这些样本目前正由NASA的毅力号探测车(perseverance rover)在火星的杰泽罗陨石坑(Jezero Crater)中收集。 概念设计阶段像显微镜般的检视任务计划的每一个面向,因为毅力号与机智号(Ingenuity)火星直升机杰出的表现,火星样本返回计划做了重要且有益的改变。 ESA也参与该计划,预计将降低未来任务的复杂性并增加成功的可能性。

由于毅力号在火星上性能和寿命的出色表现,使NASA放弃了原本要发射样本获取火星车(fetch rover)的计划。 取而代之的是以毅力号作为将样本运送到样本回收着陆器(Sample Retrieval Lander, 附有火星上升火箭与ESA样本转移手臂)的主要方式。 样本回收着陆器将包括两架样本回收直升机,是以机智号火星直升机的设计为基础。 机智号直升机已经在火星上执行了29次飞行,比原计划寿命延长了一年多。 如果毅力号出现故障,样本回收直升机便可派上用场,将从着陆器起飞,并利用本身的机械手臂将样本取回,并带回着陆器。

ESA的地球返回轨道飞行器(Earth Return Orbiter)及装载NASA开发的捕获、围阻和返回系统(Capture, Containment, and Return System)仍然是极为重要的计划元素。

火星样本返回计划中的地球返回轨道飞行器和样本回收着陆器的发射日期分别为2027年秋季和2028年夏季,预计样本将于2033年运返地球。 另外,毅力号探测车将承担双重任务,包括持续在火星上采集样本,并将样本运送到样本回收着陆器上,着陆器上的火星上升火箭载着火星样本,发射升空后,将和地球返回轨道飞行器会合,取回样本容器后返回地球。

NASA预计2033年将火星样本带回地球

见图说图说:此为毅力号火星车收集的一块岩石样本。 未来NASA将向火星发射两架小型直升机,以回收火星岩石和土壤样本并带回地球。

火星样本返回计划的第一步已经开始。 毅力号自2021年2月18日在杰泽罗陨石坑着陆以来,已经收集了11个岩芯样本和一个大气样本,最新的样本是沉积岩,最有希望包含古代火星生命的可能证据。 若火星样本能顺利带回地球,将使科学家能够运用更复杂的仪器来检查样本,以解决这些又大又复杂的仪器无法运送到火星直接进行采样分析的难题。

在概念设计阶段,架构得到巩固后,将于今年10月进入初步设计阶段(preliminary design phase),预计将持续约12个月,将完成技术开发和发明主要任务组件的工程原型。 (编译/吴典谚)

资料来源:NASA

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