美国没做到的事：中国将在2028年前后，执行“火壤”采样返回

根据新华社9月5日的报道，天问三号任务总设计师刘继忠介绍了我国天问三号任务，计划在2028年前后实施两次发射任务，实现火星采样返回地球。天问三号火星探测任务，将是人类首次尝试获取火星土壤，并通过对“火壤”的研究，将为下一步载人登陆火星以及建立火星基地做好技术储备。中国的火星采样探测活动，将代表人类探测火星的最新高度。

不过，根据美国太空网9月5日的报道，中国天问三号任务相比NASA的火星采样计划而言，任务更简单。而美国正在筹备中的火星采样计划，是更复杂的火星样本返回任务，而且还将验证人类首次在火星发射小型火箭。

中国火星采样，将领先世界

与国外航天的PPT规划不同，中国的计划一向掷地有声。按照中国航天的严谨作风，公布的太空计划一定能在时间节点完成。中国2028年前后执行天问三号任务，需要经过两次发射。技术思路与中国载人登月一致，将登陆器与返回舱分开发射，待登陆器携带采样机器人完成火星采样后，由上升器携带样本点火进入火星轨道，与在火星轨道等待的返回舱对接完成样本转移后，返回舱在收到返回指令后，启程返回地球。中国的“火壤”采集方案，可以看做是为后续载人登陆火星而做的技术验证和储备。

NASA拍摄的中国祝融号探测器

为什么中国的“火壤”采样返回没有更清晰的火箭发射执行时间？这是因为火星发射窗口的特殊性。火星的发射窗口，也被称为发射机会或发射期，是指从地球上发射航天器到火星的最佳时间。窗口每 26 个月浮现一回，且每次延续数周之久。火箭发射，需要择机而动。

火星

火星与地球皆围绕太阳公转，然而它们的轨道长度与速度存有差异。地球的公转周期约为 365 天，而火星的公转周期约为 687 天。这意味着两者的相对位置在不断变化。为了使航天器能够以最小的能量消耗到达火星，需要在两者相对接近的时候发射，航天器便可凭借所谓的霍曼转移轨道（Hohmann transfer orbit）抵达火星。

中国祝融号

早在2020年7月23日天问一号成功发射，在地火转移阶段完成了1次深空机动和4次中途修正，在制导导航与控制系统的指引下，天问一号于2021年2月10日成功被火星引力捕获，成为我国第一个人造火星卫星。2021年5月，着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，实现了我国首次地外行星着陆。

中国祝融号

探测器运动至在火星轨道，着陆巡视器与环绕器分离，经过约9分钟的减速、悬停、缓冲，成功进行了软着陆。而后，“祝融号”火星车从着陆器中缓缓驶出，开始了火星巡视探测。地球与火星相距约4亿公里，如此遥远的距离，火星探测器在中国航天人的指挥下能精准分离、悬停、着陆，这就是中国科技的超强实力。

预计：天问三号的着陆点

今年上半年，美国学术期刊《Journal of Geophysical Research: Planets》杂志上的一篇研究文章还揭示了“天问三号”的三个预选着陆区。它们是亚马逊平原、乌托邦平原（祝融天问一号火星车着陆的区域）和克里斯平原，并认为克里斯平原是天问三号最佳的着陆区。预计2028年前后实施的天问三号，将是人类“破天荒”的首次火星采样返回。

马斯克表面风光，"登陆”火星不靠谱

一直“死磕”火星的马斯克，不知道在看到中国2028年火星采样返回计划后，是否会感到尴尬。从2016年马斯克预计2024年实现载人登陆火星，之后又延迟到2026年登陆火星，到最新2024年5月在巴黎的 VivaTech 展会上声称，要在5年内实现“重返月球”，10年内登陆火星。马斯克在设定目标上，真是能屈能伸，一直动态调整，“登陆火星”就像一直吊在眼前的胡萝卜，撩动着全球航天界的神经。

今年又定下目标

制定目标，却对火星采样“不感兴趣”。马斯克的载人登陆火星，目标宏大，要使用“星舰”将100万人运送到火星。然而，为了登陆火星而研发的“星舰”，现在仍不具备登月能力，更别提火星了。“星舰”测试了四次，爆炸了三次，还都是空载，可靠性与稳定性不足。载人登陆火星，却不具有火星采样返回的能力，马斯克的火星计划真是太能编了。

作为生意人，马斯克在登陆火星的宏大目标下，已经率先实现了全球首富的成就。截止2024年第一季度，根据美媒的报道，马斯克个人财富高达约2400亿美元，而且随着“星链”以及SpaceX的盈利，其个人财富在未来五到十年仍将迅速增加。载人登月，火星采样，凡是能落地的深空探测任务，马斯克一向谨慎参与。

NASA采样“举步维艰”，被漫天要价

对于火星，美国是有心理优势的。美国曾先后8次成功着陆火星，最近的一次是2021年2月登陆的“毅力号”火星车。美国航天界在提到中国的火星探测时，都要强调美国已经多次登陆火星。而一旦中国率先获得“火壤”，其意义远超探测器着陆火星，中国将成为全球研究火星科研的前沿高地。

毅力号收集的样本

美国航天局正在着手规划自己的火星采样返回工程，根据美国太空网站6月发布的报道，美国目前的火星采样计划预计花费110亿美元，预计2040年完成任务目标。NASA看到供应商报上来的价格，真是有苦说不出。一个“重返月球”计划，预计要花费860亿美元，火星采样返回任务110亿美元，这让NASA也面临预算严重超支的困境。

对于NASA耗费巨资重点推进的深空探测任务，美国问责局曾多次质疑预算超支问题。花的钱不少，但是效果不佳。面对110亿美元火星采样返回的报价，NASA在今年6月组织了七家公司对采样方案进行90天的研究，如果哪一家能提供简单、便宜的方案，将提供每个有效建议150万美元的奖励。美国宇航局局长比尔·纳尔逊认为，火星任务必须要降低成本。不过，深空探测成本，不是你想降，就能降。要先问问，这些航天公司答不答应。

美国MSR火星采样方案

太空“攻守之势”，将彻底翻转

在中国已经确定2028年前后执行火星采样返回的背景下，美国航天还在寻找更“合适”的采样方案，真是“攻守之势异也”。当前，NASA的火星采样任务仍在方案论证中，按照预计进展，在2030年前后中国的“火壤”返回地球时，美国也不可能有什么实质进展。

NASA局长

当前，NASA已经由美国航天的供应商，转变为美国各大航天公司的大客户。NASA通过将核心设备以及技术方案外包出去，原本是寄希望于在市场竞争无形大手的调节下，让美国航天拥有物美价廉的航天服务。然而，NASA还是低估了这些公司的贪婪。

SLS火箭

航空航天原本就是高技术门槛的领域，美国有能力从事“重返月球”以及“火星采样”的公司，也就波音、洛马、诺斯罗普·格鲁曼、SpaceX等少数几家，与其相互竞争，不如“合作共赢”卖高价。美国深空探测的高成本，让NASA“举步维艰”，不仅价格高，而且质量控制堪忧，比如200多亿美元的猎户座飞船，近60亿美元的波音星际客机，以及40亿美元一枚的SLS登月火箭等等。

当中国实现了“火壤”采样返回，以及2030年前后“载人登月”时，美国以及美国的《沃尔夫条款》将成为最大的笑柄。一个上不去的月球，还好意思叫“重返”吗？对于中国的火星采样任务，美国媒体再怎么酸，也只是“哗众取宠”，贻笑大方。

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参考文献：

我国天问三号任务计划2028年前后实施发射_新闻频道_央视网(cctv.com)

美国宇航局选择火箭开发商从火星取回第一批样本 - SpaceNews

重新思考火星计划 - SpaceNews

中国探火新消息！天问三号任务计划2028年前后实施发射--科普中国--人民网 (people.com.cn)

马斯克坚信SpaceX2026年送人上火星-新华网 (xinhuanet.com)

马斯克开出征服火星时间表：10年内载人登陆，20年内建造城市！30年内肯定会有文明-今日头条 (toutiao.com)

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