拿塊火星石頭回地球

10年後，一個飛盤狀的小型太空囊將墜落在美國猶他州的沙漠裏。在減震器的重重保護下，它裝載着0.5千克珍貴的火星岩石樣本返回地面。這個多年來都只是空想的火星樣本回收計劃（MSR），如今已是美國宇航局（NASA）和歐洲空間局（ESA）價值70億美元的合作項目。 談及該計劃， NASA噴氣推進實驗室MSR項目首席策劃師Brian Muirhead認為，“其複雜程度就如同人類登月。”

如今，MSR有望變為現實。類似“好奇號”的火星車性能愈加優越，然而其裝載的移動實驗室依然無法和地球上的工具相提並論。屆時收集的火星樣本將會和阿波羅月岩樣本一樣成為人類歷史的寶藏。科學家可以從中得知温暖濕潤的火星為何變得寒冷乾燥，幸運的話還可能發現生命存在的證據。“這必定是太空探索中最偉大的任務之一。”倫敦大學學院太空科學家Andrew Coates表示。

ESA的22個成員國部長近日將在西班牙會晤，討論未來3年的預算。屆時ESA的初始參與計劃有望獲批。ESA載人與機器人探索部門主任David Parker表示，ESA的整體參與計劃將在未來10年達到約15億歐元，“對於成員國來説應該可以承受”。

他將在部長會議上請求撥款約6億歐元，以應對MSR最初幾年的開銷以及明年ExoMars火星車的收官階段。Parker對撥款獲批很有信心，“此次部長級會議將使歐洲邁入太空探索的新紀元。”

MSR的第一步計劃——NASA價值25億美元的火星車，資金已基本到位。其安排在2020年7月發射，預定將在Jezero隕石坑着陸，靠近一塊有40億年曆史的石化的河流三角洲。這台火星車將開展廣泛探索，進行科學實驗並對可能承載古老生命證據的泥岩巖芯進行鑽探。每份樣品最多將包含20克岩石和沙礫。這些樣品將分裝在試管大小的容器內。部分容器會暫存在火星表面，其餘由火星車裝載。

MSR的下一步計劃將在2028年展開。屆時NASA的另一台着陸器會帶着一枚返回火箭和ESA開發的“取回車”登陸火星。其在2026年發射升空後，着陸器將沿着漫長的路徑緩慢接近火星。着陸時間預定在2028年8月——火星沙塵暴季節結束後，並通過反推進火箭，配合一種叫做地形相對導航的新技術着陸。屆時它將使用裝載攝影機分析地形、避免危險，最終降落在暫存樣本的10公里範圍內。

茶几大小的“取回車”會緩慢鑽出着陸器，尋找幾年前留下的樣本。該車將依靠太陽能供電，在火星冬季來臨前，它有約6個月時間完成使命。如此緊張的時間，意味着其要依靠自動導航每日穿梭200米。“只有這樣才能達到預期距離。”ESA的MSR項目負責人Sanjay Vijendran説。

一旦“取回車”回到着陸器內，ESA開發的一款機器臂就會從車內取出樣品管，最多可以提取30枚、約0.5千克火星岩石和土壤樣本。這些樣本會裝載在籃球大小的球狀容器內。

不過，把樣品球發射升空絕非易事。NASA馬歇爾太空飛行中心返回火箭研發首席工程師Angie Jackman表示，“這是史上首枚從其他星球升空的火箭。”NASA認為該火箭必須粗短，這樣才能裝入着陸器的保護罩內。

數年來，NASA都追求使用石蠟和液體氧化劑的混合燃料火箭，但最終着陸地點選在了Jezero隕石坑。其較温和的氣候意味着傳統固體燃料火箭就能勝任此次任務，而不必擔憂燃料裂解或者爆炸。

追隨着陸器來到火星的還有ESA研發的軌道器。樣品球將被髮射到超過300千米高的軌道以便和這台地球返回軌道器會合。因為火星上沒有GPS，該軌道器只能通過照相機追蹤和捕獲樣品球。“以我們目前對幾何位置的設定，很可能在幾小時內就能看到它了。”Murihead説。一旦樣本在2031年返回地球，科學家會對其小心處理。它們會被儲藏在隔離設施裏，防止地球微生物污染樣本，同時也預防火星病原體感染地球生物。

科學家是否能夠研究火星樣本？時間是難以預估的，但至少也要10年以上。屆時科學家將確認火星是否存在現有或歷史生命的跡象。

去年，“好奇號”火星車發現了兩處疑似生命遺蹟，但其設備無法辨識這些遺蹟到底來自地質活動還是生命活動。不過，一旦能夠取回幾克樣本，地球上的科學家就能通過分析其碳同位素並與周圍環境對比，判定是否存在生命活動*。*