NASA火星采样任务被迫推迟！天问二号将勇夺桂冠，机会千载难逢( 二 ) _奇闻异事

文章图片
欧空局富兰克林号火星车的推迟也在影响着火星样本回送任务
改动最大的莫过于“样本取回着陆器”一分为二，此举主要是技术原因。原计划一次发射方案中进入舱需要同时装载“着陆上升组合体”还有一辆由欧空局研制的“样本运输车” ，这样一来进入舱规模就需要在毅力号任务使用的进入舱基础上进一步放大，估测进入舱大底直径将达到5.4米，比毅力号火星车使用的4.5米直径进入舱规模更大，这就要求有更大包络的运载火箭整流罩。

文章图片
毅力号任务进入舱最大直径约4.5米
火箭问题的难度倒是可以克服，最难的还是大载重火星着陆技术。因为5.4米直径进入舱将改变此前经过验证的4.5米直径进入舱关于火星大气进入、下降、着陆的一系列技术经验，这将为任务的实施带来不可预知的风险。
这种不可预知的风险在欧空局ExoMars2022火星探测项目中体现得淋漓尽致，该探测器由于着陆规模超重，加上反推发动机推力有限，因此不得不在伞系减速阶段使用两套主伞方案，两年前该探测器就曾因降落伞缺陷不得不推迟发射，即便后来缺陷问题得以解决，但事实上也增大了任务失败的风险。

文章图片
承载富兰克林号火星车的进入舱伞系减速配置
样本取回着陆器经过拆分之后，将使用两枚火箭分别发射“着上组合体”与“样本运输车” ，这样一来二者可使用经过好奇号与毅力号验证的火星着陆技术。

文章图片
着陆器与上升器组合体效果图

文章图片
样本运输车着陆火星效果图

文章图片
样本运输车收集样本容器效果图
长期以来，有一部分人看到NASA一些新鲜玩意的时候总是发出一些诸如“外星科技”之类的奇怪感叹，殊不知人家实际上是通过不断地打怪通关发展出来的，那些指望靠所谓的创新一口吃成大胖子的想法与客观世界往往相去甚远。

文章图片
NASA半个世纪前发射的水手三号火星飞越探测器
在继承中发展，在继承中创新才是必由之路，而事实上NASA历来就是如此，大洋彼岸当前火星表面着陆能力是1吨级，他们为了具备这一能力足足探索了近半个世纪，这其中包括火星环绕、火星着陆、火星表面巡视等一系列任务的历练。由此更能体现天问一号一步实现绕落巡火星的难能可贵。
经过新一轮的任务设计修改之后， NASA与欧空局联合实施的“火星样本回送”任务从发射着上组合体以及火星样本运输车为时间起点计算，整个过程将耗时约5年时间，之所以耗时这么长是因为其轨道器配置的轨控发动机是离子推力器，此类电推进系统通常有着大比冲优势，所需工质少，可以大幅度压缩探测器的整体规模，但耗时更长的缺点也是显而易见。

文章图片
NASA获得火星样本的时间不会早于2033年（图为上升器释放封装样本容器效果图）
耗时5年就意味着他们获取火星样本的时间是2033年，机会历来是留给有准备的人，这样一来我们就将大概率成为世界第一个获得火星样本的国家。
我国后续将依次实施小行星采样返回、火星采样返回、木星系探测、太阳系边际探测等深空探测任务，按照命名规则小行星采样返回任务可能会命名为“天问二号” ，然而在行星探测工程立项之前该任务已经被冠名为“郑和号” ，也就是说天问二号仍然可能是火星采样返回的任务名称，具体如何命名还得看之后的事态发展，这里姑且将火星采样返回任务暂定名为“天问二号” 。

文章图片
行星探测工程图形标识
探月工程总师吴伟仁前不久就披露了火星采样返回任务的实现时间，就是2030年以前。
如此表述存在两种可能，一种可能是2030年前，以火星样本抵达地球的时间节点计算，这就要求火星样本采样返回探测器最晚将于2026年发射；
另一种可能是以“火星样本采样返回探测器”的地球出发时间为节点计算，这就要求该探测器最晚将于2028年发射。如此一来火星样本抵达地球的时间则是2031年，整个任务过程耗时约3年。