美国宇航局发布机器人火星探索长期战略

美国宇航局已经完善了未来机器人火星探索战略，主张定期进行小型任务，以在人类任务之前解答关键问题。

美国宇航局于 12 月 11 日发布了“拓展火星科学视野”计划，该计划概述了未来 20 年的战略，要求利用每一次发射机会进行低成本飞行任务，同时更多地利用商业和国际合作伙伴关系。

美国宇航局于 2023 年 3 月发布了该计划的草案版本，最终版本“并没有太大不同”，美国宇航局总部火星探索计划主任埃里克·伊安森在美国地球物理联盟年度会议讨论该计划的一次边会上表示。“之前，我们提交了一份 25 页左右的 PowerPoint 文档，现在我们推出了一份 154 页的书面文件。”

该计划侧重于一项“以科学为导向的机器人火星计划”，与火星样本返回计划无关。该计划正在接受另一机构的审查，以降低成本，并预计在年底前完成计划。该计划也不包括未来任何人类火星探测任务。

该文件确实提供了未来机器人任务的战略，可以解决有关火星的关键科学问题，包括过去或现在生命的证据，同时也为未来的载人任务奠定科学基础。

美国宇航局行星科学部门的项目科学家、这项研究的联合负责人贝基·麦考利·伦奇 (Becky McCauley Rench) 表示，该战略有三个“同等重要”的科学主题。其中一个主题是“探索火星生命的可能性”，重点是寻找火星上存在生命的任何证据。“火星上是否曾经出现过生命？如果有，那么现在还存在吗？”她说。“如果生命从未出现过，那为什么没有呢？”

第二个主题是“支持人类探索火星”，它研究在首次载人任务之前，机器人任务可以进行的“协同观测”，包括需要填补的关键知识空白。“我们如何做好准备，最大限度地利用人类在火星表面的宝贵时间，以及与地球上的出口社区相关的资源？”她说。

第三个主题是“揭示火星作为一个动态行星系统”，其中包括其他科学主题，重点是比较行星学。“我们希望尽可能多地了解火星，就像了解地球一样，”她说。

为了在这三个主题上进行科学研究，该计划主张定期进行一系列任务，重点是小型航天器。“该计划正在考虑改变我们对火星任务的看法，”伊安森说。“每当有发射窗口打开时，我们就能把东西送上天吗？”

麦考利·伦奇说：“我们希望通过以科学为导向的低成本任务来实现这一目标，并且能够对发现做出灵活、快速的反应，而不一定需要从考虑任务到实际看到发射耗时 10 年。”

这些规模较小的任务预计每次耗资 1 亿至 3 亿美元，将使用单个仪器或小型仪器套件来研究特定的科学问题。NASA 建议通过频率较低但规模更大的任务和更复杂的仪器来增强这些任务。行星科学十年调查中包含的火星生命探测器着陆器概念就是一个例子。

该计划还包括将有效载荷作为“随机任务”运载到其他航天机构的任务甚至商业任务中。该计划还包括恢复伊恩森所说的火星“关键且老化的基础设施”，例如通信中继和目前由近 20 年历史的火星勘测轨道飞行器提供的高分辨率图像。

基础设施是商业伙伴关系可能为该计划做出贡献的一个领域。NASA于 5 月向 9 家公司授予了研究资格，以检验商业系统向火星运送有效载荷并提供通信和图像服务的可行性。

伊安森表示，这些研究很有前景。“这确实有一些价值，我们认为有些东西值得进一步研究和开展，”他说，比如如何构建公私伙伴关系来执行此类任务。

他说，商业火星任务的一个问题是执行此类任务的公司的商业案例。根据研究结果，他说，简单的按服务收费模式，即 NASA 只为已提供的服务付费，“可能不是一个完全可行的解决方案”。“NASA 方面可能需要通过公私合作的方式预先进行一定程度的投资。”

该机构正在采取初步措施实施该战略。NASA 的 2025 年预算提案包括 4000 万美元用于投资火星机器人探索技术。NASA 将从内部工作中拨款 3000 万美元，从机构各中心收到的 90 份提案中挑选出 25 个项目。伊安森表示，剩下的 1000 万美元可能会提供给工业界和学术界，用于“创新机器人移动技术”。

该计划本身不包括任何具体的任务计划或预算要求，伊安森强调了其灵活性。“显然，我们很想完成计划中的所有任务。然而，在预算紧张和优先事项相互竞争的情况下，这并不现实，”他说。“我认为这个计划不是路线图，而是一个可供选择的选项菜单，基于预算的可用性和支持火星科学的最迫切需求。”