科学探索|从火星取样返回没那么容易从火星取样返回没那么容易|

近日有关“中国将在2031年实现火星取样返回”的消息受到外媒高度关注。印度《欧亚时报》2日更是将其联系到“中美展开火星竞争” 。但外界普遍承认，从火星取样返回并不容易，随时会面临各种意想不到的挑战。

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印度《欧亚时报》7月2日称，中国近日宣布天问一号火星探测器已经完成其预定使命。报道注意到，天问一号项目负责人孙泽洲还透露了中国下一步火星探测计划，准备在2028年底再执行两次发射任务，并于2031年7月将火星样本带回地球。“中国将成为全球第一个实现火星取样返回的国家，这比美国和欧盟的联合计划提早了两年” 。
美国“太空”网站称，相比美国航空航天局（NASA）和欧空局的火星取样返回联合项目，中国类似的火星探测计划更为简单，没有派出火星车对不同地点进行取样的步骤。报道称，中国已有了从月球上取样返回的成功经验。嫦娥5号探测器于2020年12月登陆月球，随后向地球送回自1976年苏联“月球24号”探测器以来的第一批月球样品。
但“太空”网站强调，目前人类想从火星取样返回还面临很多技术难题。虽然现在中国和美国都成功派遣探测器在火星软着陆并展开科学考察，但这只完成了火星取样返回的第一步。
该网站2日还详细介绍了美国“毅力”号火星车在火星收集岩石样本时遇到的困难。目前它正在火星杰泽罗陨石坑的河流三角洲地区收集岩石样本。根据NASA的声明，科学家们认为，如果这颗红色星球上曾经存在生命，那么该地区可能蕴藏着亿万年前火星古老生物留下的痕迹。但NASA近日在“毅力”号火星车的推特账号上承认：“古老的河流三角洲的岩石令人惊叹，但迄今为止，没有一块岩石适合于采样。有些岩石过于脆弱，有些太参差不齐。”
报道称，水流冲击形成的沉积岩最可能蕴藏火星生命线索，但选择一块恰好适合采样的岩石是非常艰难的挑战。“毅力”号安装有机械钻头，能将取出的岩芯封闭在样品管中，但有时仅仅是取芯过程就可能导致岩石样品破裂甚至破碎。事实上，“毅力”号在选择取样区域时，还必须考虑岩石的形状和取样角度，否则根本无法钻孔。目前它遇到的就是这样的麻烦——科学家已经选好一块被称为“贝蒂”的层状岩石，它位于三角洲底部，由交替的粗粒和细粒材质组成。糟糕的是，“贝蒂”参差不齐的岩层和形状，让火星车无法安全地进行钻探。NASA科学家被迫选择了另一块岩石，但可能需要数天时间才能确认它是否取样。
由于人类对火星表面的认识非常有限，火星探测器已经多次在火星钻孔或取样时遇到困难。早先NASA的“洞察”号着陆器试图在火星地表打洞，但地表的坚硬程度超过了探测器的钻探能力，以至于它在火星上的工作一度陷于停顿。2021年“毅力”号火星车首次在火星取样时，虽然钻孔成功了，一切设备也都运转正常，但由于选择的岩石的强度太软，以至于无法收集岩芯样本，首次取样以失败而告终。按照计划，“毅力”号最终将收集36个装有火星岩石的样品管，并等待将它们送回地球。

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用“二踢脚”模式从火星发射火箭
收集到足够的火星岩石样本后，如何将它们成功运回地球是另一个难题。《科学美国人》网站称，NASA已经与美国洛·马公司签订了一份价值1.94亿美元的合同，以建造3米长的火星上升飞行器（MAV），这是一种小型火箭，旨在将“毅力”号收集的岩石样本送入火星轨道。这将开创一系列人类历史的“第一次”，难度之大可想而知。