美国宇航局预算削减，火星探测大项目恐遭殃

近日，美国国会削减了美国宇航局的2024财年预算，在深空探测方面，美国宇航局将重点确保“阿尔忒弥斯计划”和太阳物理学等领域经费，而火星采样返回等行星科学项目的拨款遭到大幅削减。如果仔细分析美国深空探测相关进展和趋势，就会发现这种情况并不令人意外。

其实，从整体数额来看，美国参议院拨款委员会对美国宇航局的2024财年预算调整有限。预计美国宇航局将获得约250亿美元预算，固然低于2023财年的253.84亿美元，更低于美国宇航局要求的271.85亿美元，但仅比上一年减少3亿多美元。考虑到韦伯空间望远镜、毅力号火星车等项目进入运营期，以及商业航天为载人航天项目节省了大笔经费等原因，美国宇航局的新财年预算“自由度”甚至有所提升。

与此同时，出于经济、政治等多重考量，美国宇航局把深空探测工作重心放在了“重返月球”上。比如，“阿尔忒弥斯-2”任务正在紧锣密鼓地筹备中，将是人类时隔半个世纪后再次尝试近距离观察月球。后续，美国载人登月任务面临大额超支、重要设备调整等挑战，前期投入巨大，预计“阿尔忒弥斯计划”前4次任务的平均成本将达到30～40亿美元，且进度不及预期，显然需要优先获得资金支持。

相比之下，火星采样返回项目做些预算“让步”，在美国宇航局看来是理所当然的。

地球返回轨道器将跟踪并抓取在轨道上装有样本的容器

我们可以认为，火星采样返回，将是火星探测史上的重大里程碑事件。一方面，被送回地球的火星样本可以在设施完善的实验室内进行系统性分析，效果绝非火星车配备的简化分析装置可比，必将推动人类对火星的认知更加深入；另一方面，地球发射-入轨火星-火星着陆-火星发射-地球返回的“闭环”过程一旦成功实现，将为载人登火工程奠定重要的技术积累。

正因如此，多国长期积极推动火星采样返回项目实施。作为前期准备的重要环节，2020年发射的美国毅力号火星车已经收集了不少火星样本，并放置在火星表面“样本库”内。

然而，火星采样回收任务在2024财年仅获得约3亿美元拨款，远低于美国宇航局希望获得的约9.5亿美元。初步分析，首要原因是，美国国会认为该项目“太贵了”，最终消耗的成本很可能远不止早期规划的53亿美元，估算将超过90亿美元。而根据韦伯空间望远镜等项目的管理经验，这类周期长、难度大的项目成本大涨已是常态。

观察当前火星采样返回项目进展，美国国会很可能认为3亿美元“够用了”，这个判断的前提是火星采样返回计划的高难度与复杂性。

按照美欧合作计划，美国宇航局的下一步研究重点是火星样本收集着陆器，预计在2028年火星探测窗口期发射。该着陆器将配备新一代火星着陆导航系统，尽量降落在毅力号火星车提前放置的火星样本附近。如果到那时候，毅力号火星车仍在超期服役，就由它将样本送往着陆器。

作为备份选项，火星样本着陆器将携带2架样本回收无人机，以便更快捷地取回样本。该着陆器还会配备一个欧空局研发的机械臂，抓取样本容器，放到返回舱内。接下来，两级火箭将从着陆器上出发，离开火星表面。综合计算可知，火星样本着陆器的质量超过3吨，创下火星着陆器和巡视器的新纪录，研发难度可想而知。

样本被发射到环绕火星轨道后，将尽快转移到欧空局负责的返回地球轨道器上。

由于该轨道器需要克服火星引力，返回地球，无疑对推进系统提出了更高的要求。为此，返回地球轨道器将搭载两类推进系统：离子电推进装置用于星际巡航和缓慢调轨，确保精确对接无控的样本返回舱；传统化学推进装置主要用于深空大幅度机动。此外，该轨道器还将安装超过40米长的太阳能帆板，整体质量或超过6吨，再创纪录，研发难度同样不容小觑。

美国国会认为，火星采样返回任务的两大系统研发难度都极高，能否及时攻克技术难关、协调管理顺畅，赶上任务周期，恐怕存在不小的风险。

例如，返回地球轨道器预计利用欧空局的阿里安6火箭发射，但阿里安6火箭首飞一再推迟，真实性能也未经考验。至于火星样本收集着陆器，美国宇航局必须确认返回地球轨道器研发成功后，才会真正推进任务。这样看来，整个火星采样返回任务有较大概率推迟，那么前期预算削减不算“过分”。

此外，虽然美国国会并未明言，但商业航天的态度同样不容忽视。随着美国航天“国家队”预算紧张、效益不佳，更多社会力量被引入航天工程。新一轮月球资源探索和开发被诸多商业航天视为新的潜在利润增长点，参与热情高涨。而火星探索仍处于初期阶段，尽管不时有商业航天发布宏伟愿景，但距离开发盈利仍很遥远，投资意愿显然不宜高估。（作者：毛新愿 图片来源：美国《科学》杂志 把关专家：中国航天科技集团科技委副主任 江帆）