2023年6月，美国航天局(NASA)的火星采样返回(MSR)任务曝出预算超支和进度落后的问题。
知名科技媒体Ars Technica报道称，MSR任务原计划在2033年将火星样本运回地球，但由于技术和财政困难，实际返航时间可能要大幅推迟到2035年。
相比之下，中国定下的首次火星样本返航目标是2031年，整整领先NASA 4年。NASA的火星计划延误令外界担忧其在空间竞赛中正逐渐落后于中国。MSR任务的困境将成为NASA的一大挑战。
01
NASA的火星样本返回计划经费爆炸
该计划原本预计耗资约44亿美元，但现在已经超过了90亿美元，且预计还会持续增加。
导致预算超支的原因主要有以下几点：
一是任务最初的设计存在问题，原计划是使用一个采样器完成取样和发射，但后来由于技术难度太大，NASA将任务分拆为两个部分，分两次发射执行。
这直接造成了预算增加10亿美元。
二是项目管理存在漏洞，负责该计划的喷气推进实验室以前从未独立完成过这么大型的火星着陆器，机构能力不足。
而与此同时，该实验室还在进行2024年发射的欧罗巴快艇项目。两个项目同时进行对资源造成严重消耗。
三是风险评估不足，新计划中，样本返回飞行器被推迟到2030年发射，返回时间至少要到2033年。
但采样任务毅力号探测器已经在2020年出发前往火星，能否在10年后仍可正常工作存在很大不确定性。
类似情况之前在詹姆斯·韦伯望远镜项目中也出现过。詹姆斯·韦伯计划最初预算只有5亿美元，但最后实际耗资达到了100亿美元。主要原因是低估了技术难度，以及对系统可靠性要求过高。
如果继续推迟发射时间表，成功返回火星样本的风险会加大。这已经开始对NASA其他深空探测项目造成影响，诸如金星任务被推迟了3年等。
NASA认为项目预算还会持续增长，并警告如果不能控制潜在风险，按现有计划进行火星样本返回面临困难。
02
中美登月巨细无遗，火星探索直奔重点
最近，美国宇航局(NASA)局长多次公开强调，中美两国正在展开登月竞赛，美国必须要赢得这场竞赛。他警告称，中国航天事业进展神速，美国已处于非常不利的地位。
美国“阿波罗”号宇宙飞船完成了多次成功的登月任务，将宇航员平安送上月球并带回月球样本。时至今日，美国仍保有显著的载人航天技术优势。
不过，中国也在稳步推进自己的登月工程。“嫦娥”系列探月工程取得了丰硕成果，为中国的载人登月奠定了基础。
虽然中美两国在登月时间表上存在差距，但空间竞赛具有不可预测性，中国的进步速度令美国感到了压力。
在火星探索方面，美中采取了不同策略。美国“毅力”号火星车已经实现了样品采集，美国宇航局计划在2031年完成首次火星样本返回。
但近日一份评估报告指出，该项目面临技术和财政困难，不太可能按期实现。届时，中国有望携带首批火星样品抢先返回地球。
中国的火星探索更加务实，目标简单直接。中国着眼于具有代表性的少量样品，只要能成功采集火星样本返回地球，数量和种类并不重要。
这与美国的做法形成对比，美国着眼于大规模、全方位的样品采集。
可以看到，在空间探索领域，美中两国采取了不同策略。美国更注重科技积累，任务设置复杂，中国更看重速度，采取简单直接的方式。
两国各有侧重，但都为人类空间事业贡献力量。未来，中美应加强交流合作，使各自优势互补，共同推进空间探索进步。
03
中国火星采样返回：务实高效胜过盲目完美
美国NASA的火星采样返回计划MSR最初设计过于复杂，不但增加了失败风险，还大大提高了成本和延长了时间。
中国发射天文三号的火星采样返回计划，则采取了更为务实高效的设计方案。
NASA最初计划MSR为三次发射，包括样品收集的毅力号、轨道返回器ERO和一个样品收集加上升器的综合探测器。
毅力号已于2020年发射，ERO计划2027年发射。但NASA认为第三步的收集加上升探测器过于复杂，于是决定分成两个探测器，分别在2028年和2030年发射。
这不仅增加了10亿美元预算，也将返回时间从2031年推迟到了2033年。
相比之下，中国的火星采样返回计划天文三号仅包括两次发射。2028年先发射轨道返回器，再发射采样着陆器。
着陆器预计2030年3月采样完成并发射与轨道器对接，2031年7月返回地球。
NASA的计划环环相扣，4次发射，每一步出错都会导致失败。中国的计划只有2次发射，成功概率更高。
即使每次发射成功率为90%，那么中国的总成功率是81%，NASA是73%。中国的采样着陆器也利用了成熟的设计，可靠性更高。
中国采取的是“挖一勺就走”的简单高效方案。NASA的计划过于追求完美，不但增加风险和成本，还大大延长了时间表。
中国人注重结果而非过程，这种务实高效的设计思想使天文三号很可能击败MSR，成为第一个实现火星采样返回的任务。
事实上，NASA最初的MSR计划可以说已经过于复杂了。首先派出毅力号进行火星探测和采样，这一步就预计要采集多达44个样品。
这些样品种类繁多，包括岩石、土壤、气体等，每个样品都经过仔细筛选，对科学研究价值极高。毅力号采样后，都会暂存于火星表面，等待后续探测器取回。
可见，NASA对样品的要求相当苛刻，坚持要采集到最有科研价值的样本。但这也给后续的取样和运回地球埋下了隐患。
采样点分散，取样探测器需要一一收集，增加了失败风险。更关键的是，样品种类太多，对运输与存储条件要求极高，这无疑提升了运回地球的难度。
相比之下，中国的火星采样计划就简单直接得多。目标只有一个，采集样本运回地球。
对于采集的样本类型和个数没有苛刻要求，采用“先着陆再说”的策略，着陆之后在火星采样，然后运回地球。这种设计思路简单高效，也减少了失败的环节。
具体来看，中国计划的采样返回着陆器会直接选择一个科学价值较高的着陆点，这也简化了采样过程。
着陆后，直接在着陆点采集样本，不需要进行复杂的移动和取样操作。样品种类和数量也比较有限，可能就是单纯的表层岩石和土壤。
这些样本对首次火星采样返回来说已经足够，完全不必有多余的精益求精。
可以说，NASA的MSR计划追求的是完美主义，尽可能采集最丰富和价值最高的样本。
但这也导致了计划的高度复杂化，风险和难度大大增加。中国的火星采样返回则更加务实，重点把样本运回地球，采样过程比较简单高效。
这种设计理念更加可靠，也使中国有望率先实现火星样本返回。
04
中国航天自主创新之路不容诋毁
9月17日美国国家航空航天局(NASA)局长比尔·尼尔森在美国国会听证会上再次攻击抹黑中国的航天事业，其言论令人难以置信。
他声称中国的航天技术都是从美国“偷窃”来的，中美火箭的外观设计有“惊人相似”。
这番话引发中国专家的强烈反击，他们指出中国航天是在美国的长期封锁下，独立自主探索出的发展道路，中国的多项航天成就是世界首创。
尼尔森的言论不仅荒谬无稽，也暴露出其水平之低下和心态之险恶。
事实上，中国始终坚持航天事业的和平利用，为人类作出重大贡献。
如成功实现嫦娥四号在月球背面软着陆，这是人类航天史上的首次，成功实现天问一号火星探测器一次达成环绕火星与登陆火星两大目标，这在世界范围内也属首次。
中国航天的众多成就是世界公认的，中国更因此两项突破成就获颁国际航联“航天成就奖”。
而尼尔森却无端指责中国“剽窃”美国技术，实际上，在过去几十年间，美国一直通过各种手段堵截中国。
如长期实施高技术禁运，2011年又通过了直接禁止中美开展任何航天合作的“沃尔夫条款”。
正是在这种情况下，中国不得不独立自主探索自己的航天道路，并最终取得了世界瞩目的成就。中国专家认为，尼尔森的指责毫无道理，历史必将对其言论感到耻笑。
有分析认为，尼尔森这样歪曲事实、无端攻击中国，其目的很可能是为美国国会批准更多NASA预算。
尼尔森上任以来，多次在国会听证会上渲染所谓“中美太空竞赛”，以博取更多拨款。
但中美之间根本不存在所谓“太空竞赛”。中国坚持航天事业和平利用，推动人类命运共同体建设，这一点必须澄清。
中国专家呼吁NASA放下傲慢，不要继续无端攻击抹黑中国，而应采取建设性态度，为推动中美未来航天合作出力。毫无疑问，两国开展平等合作，才能真正造福人类。
更多观点认为，尼尔森这种毫无根据的指责完全暴露了其意图不良。中国航天事业发展历程清清楚楚，几乎所有重大突破都是世界首创。
天宫空间站已建成全球唯一的空间站，天问一号火星车登陆成功率遥遥领先国际水平，神舟宇宙飞船已完成数十次送人入太空任务。这些都是中国自主创新航天的重要标志。
一些专家还提出，中美两国虽然航天发展道路不同，但都应秉持和平利用太空的共同愿景。
NASA不应沉湎于过去的“冷战思维”，更不应诋毁中国，反而应采取开放态度，与中国开展合作。
中国多次表示，航天属全人类共同事业，愿与包括美国在内的所有国家开展交流合作。未来中美若能在空间站等领域开展联合项目，将大有裨益人类社会发展。
结语
中国航天事业发展历程清清楚楚，其突破创新完全来自自主创新。尼尔森无端指责中国“偷窃技术”不仅荒谬，还暴露其别有用心。
中国愿继续坚持航天事业和平利用，与包括美国在内的所有国家开展互利合作。相信只要抛开偏见，中美完全可以携手并进，共同造福人类。
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