2023 年 7 月 13 日（ET），美国参议院削减了美国航空航天局（NASA）雄心勃勃的火星表面返回土壤和岩石样本任务的预算。
NASA 此前在向国会提交的 2024 财年预算案，要求提供 9.49 亿美元来支持火星样本返回（Mars Sample Return, MSR）任务。在周四公布的 NASA 拟议预算中，参议院仅提供了 3 亿美元，并表示可能会取消这笔经费。
参议院商务、司法、科学和相关机构小组委员会（the Commerce, Justice, Science, and Related Agencies subcommittee）在其预算报告中指出，
“
在火星样本返回（MSR）计划完成概念设计审查之前，委员会就已经对 MSR 面临的技术挑战、以及对已确认任务的潜在影响表示了严重关切。
”
报告指出，迄今为止，国会已在火星样本返回任务上花费了 17.39 亿美元，但所公布的发射日期（目前为 2028 年）预计会进一步推迟，而成本超支将威胁到 NASA 的其他科学任务。
报告还指出，如果 NASA 不能向国会保证该任务的总成本不会超过 53 亿美元，那么分配给火星任务的 3 亿美元也将被取消。在这种情况下，3 亿美元中的大部分将重新分配给阿耳忒弥斯计划（Artemis program），以将人类送上月球。从参议院的这一策略看，美国对载人登月项目的重视程度可见一斑，甚至有一点 ALL IN 的味道了。
1、项目预算将严重超标
参议院小组委员会发布的火星任务预算报告深入研究了 MSR 项目的爆炸性成本。NASA 内部一直在讨论任务总成本可能将达到 90 亿美元。该报告还对 NASA 和领导该任务的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）在 2028 年按时交付关键着陆器的能力提出了严重质疑。
包括 NASA 前科学主管托马斯·祖尔布琴（Thomas Zurbuchen）在内的一些科学家担心，火星样本返回的成本不断膨胀，将蚕食其他科学任务的资金。如果现在价格已经接近 100 亿美元，那么它很可能会进一步失控。
祖尔布琴表示，
“
如果答案是在2020年代不能做这件事，我会心碎，因为我为此付出了太多的努力。
但与毁掉整个科学界相比，最好还是停止项目。
我们必须有勇气说‘不’，这是我们赢得说‘是’这个权利的唯一途径。
”
参议院提出的总预算成本控制在 53 亿美元，是根据去年发布的行星科学界颇具影响力的“十年调查”（decadal survey）中对该任务的估算。这项调查将火星样本返回列为首要任务，但对成本提出了警告。并表示，如果总价超过 53 亿美元的 20% 或更多，NASA 就不应该从其他行星计划中均走经费。相反，NASA 应该要求国会“增加预算”。
美国参议院不认可这种说法，并告诉 NASA，如果无法以 53 亿美元完成这项任务，那么实际上就不应该去做。这对于 NASA 2020 年代最引人注目的科学任务而言，风险显著升级。
2、接下来将发生什么？
参议院小组报告不是预算的最终决定。美国众议院还将确定来年的预算优先事项，然后参众两院将协商下一财年的最终预算。这将是今年秋天的一项重要工作。
另外，由 NASA 召集的“机构审查委员会（Institutional Review Board）”将作为独立委员会评估火星样本返回任务，并对其成功提出建议。委员会由原 NASA 戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）科学技术中心已退休的前副主任奥兰多·菲格罗亚（Orlando Figueroa）领导，该机构将于今年八月底或九月就 MSR 公开发布一份报告。
这个独立审查委员会很可能会向 NASA 和国会提供指导，以确定样本返回任务按设计能否负担得起，以及是否需要进行实质性改变或应该完全取消。
国会之前曾向 NASA 发出过类似的警告。例如，2011 年，美国众议院提议取消詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）项目，因为该望远镜项目持续延误且成本超支。最终，韦伯望远镜获得了所需的资金，并于2021年底成功发射。
对此先例，行星协会（Planetary Society）负责倡导和政策工作的负责人凯西·德雷尔（Casey Dreier）表示，当时和现在可能存在显著差异。他表示，十年前，科学界的大部分人都聚集在韦伯望远镜项目周围。而火星样品返回任务的支持基础要浅得多，因为该项目只能为较小范围的科学研究提供数据。
德雷尔表示，协会将继续支持火星样本返回任务，因为“十年调查”已将其列为优先事项。但，行星协会将密切关注独立审查委员会的调查结果。
3、NASA 火星样本返回概念设计
按照已通过审查的 NASA MSR 概念设计方案，计划将通过2次发射执行火星样本返回任务，计划分别于2027年秋季和2028年夏季发射样本地球返回轨道器和样本回收着陆器，预计样本将于2033年抵达地球。
NASA火星采样返回概念设计流程：
在杰泽罗（Jezero）陨石坑附近登陆一架火星着陆器，该登陆器将搭载NASA的火箭作为火星上升飞行器；
火星样本回收着陆器
由毅力号（Perserverance）火星车收集其采集的火星样本管，并运输到样本回收着陆器；
用于保存采样岩石样本或火星空气的采样管组成结构图，这种采样管“毅力号”共携带了43个（这也是送入太空最干净的东西）
毅力号采样的第11个火星岩石样本
由欧空局提供的样本转移臂将样本管转移到火星上升飞行器上；
火星上升飞行器发射装有样本管的容器进入轨道；
火星上升飞行器
位于火星轨道上的欧空局返回轨道器捕获轨道样本容器;
返回器携带样本返回地球轨道；
地球返回系统重入大气层返回地球。
除了这个主流程，方案对样本回收过程设计了冗余，回收着陆器将同时携带一架样本回收直升机，作为毅力号火星车的备份，在毅力号失效时由直升机将样本管运送至着陆器。
截至2023年1月28日，毅力号火星车已将10个备份样本管放在了杰泽罗干火山湖（Jezero Crater）中一个被命名为“三叉（Three Forks）”的区域。
毅力号拍摄并合成了一张照片，以纪念其样本缓存区的完成，该照片由368张照片合成而成（高清版可以看到全部10个样本管）。图中可见第10根样本管在车辙痕迹之间的地面上。毅力号在 2023 年 1 月 31 日，即任务的第 693 个火星日，用它的 Mastcam-Z 相机拍摄了这张照片。图片来源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
4、我国“天问3号”任务
天问3号火星采样返回任务计划2028年由2发火箭接续发射，计划2030年完成采样，2031年7月返回地球。该计划比此前未受预算影响的 NASA 火星样本返回（MSR）计划还要早2年。如果 MSR 计划由于预算原因被推迟或取消，天问3号将成为近几年唯一的火星样本采样返回任务。
天问3号探测器任务飞行过程
天问3探测器系统由“轨返”组合体（轨道器+返回器）和“着上”组合体（巡航级+着陆器/进入舱+上升器）两大部分组成，前者由长征5号发射，后者由长征3乙发射。不过随着我国新一代长征10号火箭的研制，也可能进行载具的优化调整。
“轨返”组合体（轨道器+返回器）和“着上”组合体（巡航级+着陆器/进入舱+上升器）
天问3号提出了“秋分”和“春分” 2 种方案。
天问3号火星采样返回任务2种方案
秋分方案：该方案特点为着上组合体飞行时间短，但在火星秋分季节着陆，采样期间为气候恶劣的火星尘暴季节，着上将面临较恶劣的工况条件。
轨返和着上分别在 28 年 11 月和 12 月发射；
29 年 8 月轨返抵达火星，经 6 个月气动辅助变轨于 30 年 3 月完成圆轨；
着上则于 29 年 9 月 “进入、下降、着陆（Entry、Descent and Landing, EDL）”着陆，在次年 3 月完成采样，而后发射上升器，与轨返交会捕获，转移样品容器至返回器；
环火运行 7 个月后，30 年 10 月火地入射，最终在 2031 年 7 月返回地球。
春分方案：轨返组合体飞行方案和时间节点与方案一大体一致，仅抵达火星推迟 1 个月至 2028 年 9 月。
着上组合体则计划 2028 年 5 月发射，因为不是直接地火入射，故而地火转移时间将长达 26 个月，但如此一来，着上将在 30 年 7 月 EDL 着陆火星，此时是火星春分季节，采样工况条件相对较好；
采样完成后的 30 年 9 月发射上升器，10 月与轨返交会捕获，转移样品容器；
最终也在 30 年 10 月火地入射，31 年 7 月返回地球。
对比中美两国的方案，我国天问3号的任务设计要简单很多。静候两个火星采样返回任务的发展吧。
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