NASA重新調整火星樣本返回計劃:增兩架火星直升機

當地時間週三,美國國家航空航天局(NASA)宣布,計劃重新規劃火星樣本返回計劃(MSR),擬增加兩架類似於機智號的火星直升機,棄用之前計劃用歐洲航天局小型火星車負責轉移火星樣本並送入上升器的想法。

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NASA 官員周三宣布,他們計劃重新設計這項任務。預計在2031 年火星樣本返回計劃著陸器在火星表面著陸時,毅力號火星車仍會處於運行狀態,NASA 計劃讓毅力號火星車直接將收集的樣本帶到上升器,並送往火星軌道。如果屆時毅力號火星車無法完成任務,兩架類似於「機智號」的火星直升機將撿起採樣管並送往上升器附近。

NASA 負責火星樣本返回計劃的項目經理理查德・庫克(Richard Cook)透露,兩架直升機在尺寸和質量方面與機智號差不多,但有兩個關鍵區別。

庫克解釋說:「直升機將會有包括底部機動輪在內的著陸腿。」這讓直升機能夠「穿越火星表面」。如果需要的話,每架直升機上還會安裝一個微型機械臂,可以撿起毅力號火星車留下的採樣管。

如果最終需要直升機來完成取樣,它們會降落在採樣管附近並撿起,然後飛到火星上升器附近。直升機停穩後靠近著陸器,將樣本放在歐洲航天局所製造轉移臂能夠拿到的範圍內。

重新設計的火星樣本返回計劃意味著歐洲航天局不會在火星上著陸火星車。但NASA 表示,新計劃能夠降低火星樣本返回計劃的成本和復雜程度。

按照原有設計,NASA 設計的火星著陸器將攜帶火星上升器以及歐洲航天局研發的樣本轉移火星車前往火星表面。著陸後樣本轉移火星車搜尋並撿起採樣管,並將其送往NASA 研發的火星上升器。然後,上升器發射升空進入火星軌道,與歐洲航天局製造的樣本返回軌道飛行器對接並回到地球。今年3 月份,NASA 要求歐洲航天局研發的樣本轉移火星車搭乘另一部著陸器登陸火星。

歐洲航天局人類和機器人探索項目主任大衛・帕克(David Parker)表示:「作為一個工程師,我自己對樣本轉移火星車很著迷,因為它設計速度比以前的火星探測器快得多,在火星表面上的行進速度可能是以前火星車的4 到5 倍。」

但多一部火星車需要「兩次發射,兩次著陸等等」,這意味著從計劃中移除火星車「在程序上具有很大的意義」,帕克說。

目前歐洲航天局仍在建造名為羅莎琳・富蘭克林的火星車,目的是登陸火星並尋找生命跡象。火星車原計劃今年由俄羅斯火箭發射升空,但未能成行。歐洲航天局預計羅莎琳・富蘭克火星車將在2028 年之前升空。

帕克在談到這一情況時說:「工程團隊一直在加快工作進度,尋找將羅莎琳・富蘭克林火星車送往火星的替代方案。」他說,團隊正在討論不同的方案。

修訂後的火星樣本返回計劃部分內容仍在製定中。NASA 還沒有對具體成本進行評估,但他們認為,只用一個著陸器前往火星的成本要比發射兩個著陸器低得多。庫克說,新增的兩部直升機並沒有明確的主要任務,但可用於觀察火星上升器周圍區域,或觀察從火星起飛的上升器火箭。

NASA 科學任務理事會副署長托馬斯・祖布臣(Thomas Zurbuchen)說,這種新設計的部分靈感來自於火星上其他硬件性能超乎想像,已經大大超過設計壽命。

為毅力號火星車設計提供思路的好奇號火星車即將在火星表面運行滿十年時間。機智號火星直升機原本設計進行五次飛行,如今已經在火星上空飛行29 次。

最近幾個月,火星樣本返回計劃出現很多變化。今年5 月份,NASA 公開徵集此次計劃的環境評估意見,準備在2022 年晚些時候起草一份環境影響聲明。

根據NASA 當時的聲明,火星樣本返回計劃獨立審查委員會此前表示兩部著陸器「可能會提高任務成功的概率」,NASA 今年3 月份為任務增加了第二部著陸器,現在又取消了。

但第二個著陸器的短暫加入使發射日期推遲兩年時間至2028 年,樣本返回地球也隨之推遲到2031 年。NASA 更新計劃後,相應時間並沒有隨著新的任務計劃而發生改變。

NASA 還宣布,毅力號火星車正在火星上採集第11 個樣本。這種樣本是一種細顆粒的沉積岩,之所以選擇它,是因為有可能保存生物特徵,這是幫助科學家評估火星上是否存在過生命的關鍵。

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