出品：太空伊卡洛斯

阿波罗计划的的主要任务是从月球上带回数百公斤的岩石样品，这些50年前由阿波罗11号宇航员带回的样品足够地质学家们研究上一辈子，并且还有不断的新发现。但在备受瞩目的火星上却一直带回没任何样品。最近几十年来，美国宇航局和欧洲航天局计划在未来几年内从火星上带回一块大岩石供科学家们进行研究。

探索太空需要分阶段进行，首先得派航天器去收集原始的图像和数据。例如，“旅行者”号穿越太阳系，或“新视野”号探索冥王星。接下来要在轨道上留下一个探测器用以详细研究地表状态。如卡西尼号宇宙飞船绕土星运行了294次并拍摄了超过45万张照片，这些彻底改变了我们对土星的认知。

勇气号，机遇号以及好奇号共同在火星上获取了成千上万张照片，开凿了岩石并发现了之前有水的存在。在1970年，苏联月球计划第一次带回了月球样品，“月球16号”带回了101克土壤，之后是“月球20号”和“月球24号”。但他们的采样点和阿波罗计划不同。

第二个采集到样本的是美国宇航局为了收集太阳风的“创世”号，它于2001年发射，在2004年采集成功返回地球时却因降落伞未能正确打开，在犹他州的沙漠中坠毁了。尽管着陆失败，科学家还是找到了有用的样品，并发现地球可能是由与太阳成分不同的太阳星云所形成的。

接下来是美国宇航局的“星尘”计划，在2004年“狂野2号”穿越过彗星的尾部，于两年后返回地球。通过对收集到的粒子进行分析后发现彗星的形成方式与科学家预测的有所不同。

最后一个带回样品的是日本宇宙航空研究机构研发的Hayabusa。即使在任务执行中它遭到了太阳耀斑的袭击，丢失了返回轮，跳跃着陆器也无法使用，但依旧带回了几颗珍贵的小行星样品。目前，Hayabusa 2号和OSIRIS-REx号也在执行任务。他们还将计划从火星的卫星上带回样品。

我们能从火星的采样中发现些什么？

事实上，我们对火星的地质和大气结构已有了一定的了解。数万年前火星被一颗巨大的行星撞击后，形成的碎片穿越过地球的大气层并最终降落在地球上。科学家得到了一个随机的火星碎片，但现在他们想要通过采样计划获取特定的样品。20世纪70年代初，美国宇航局就早在“维京号”宇宙飞船发射前计划从火星上寻找生命的痕迹并带回采样。

将这些崭新的样品带回地球后，科学家可以对其进行各种试验，看看它们是否存在活性菌或有任何生命迹象，但目前尚无定论。此外，科学家们还可以从火星湖泊沉积物、热液喷口周围的沉积物和古代河流的三角洲中取回样品，用以了解火星表面的历史以及数百万年来水对地貌产生的影响。另外，还可以从近期和古代的陨石撞击坑，火山爆发地和长期暴露在风中的地区进行样本采集以了解数十亿年的火星历史，从何时开始行星变得寒冷而干燥，小行星轰炸何时结束等问题，甚至可以对火星上的陨石碎片进行采样。

有剧毒或有生命，把火星土壤带回地球可不是闹着玩，后果不可预知。我们已经知道火星土壤中含有有毒的化学物质，如果它们是从大气层中沉淀下来的是否会对宇航员存在危险？地表下的物质又是什么样的呢？这些最好能够在人类第一次踏上火星之前就收集到样本，但也必须经过严格隔离，避免其他天体上不友好的物质或者有机物进入地球环境，这就像一个外来物质，可能引发严重的后果。

火星采样计划

“火星样品采集调查”是最早的采集任务之一，相对花费较少。它穿过火星的大气层在低至40千米的高度进行尘埃和气体的收集。科学家将采集回来的大气样本和火星岩石中发现的气体进行匹配以确定它们都来自火星。之后还将进一步对火星尘埃进行研究，因为它会形成行星风暴，对探测器和宇航员都会造成威胁。

这项提议是在2001提出的，计划在2007执行并在三年后返回，但它从未真正执行过。直到2009年，美国宇航局和欧洲航天局宣布共同合作，旨在将一块火星样品带回地球。首先，他们都需要研发一个漫游器。美国航天局的“火星2020号探测器”将一边运行一边收集有趣的样品，欧空局的“富兰克林”探测器会将样品存储在利于取用的笔状容器中。

送回样品将由三部分组成。

首先，欧洲航天局将研发一个快速取样探测器。之后，由美国航天局研发的升空飞行器将样品送入火星轨道，最后，欧洲航天局的轨道任务将样品返回地球。

欧洲航天局的采样器将不超过120公斤，以每天200米的速度行驶20-30公里，并绕开危险地带。之后在“富兰克林”留下的样品中选择最重要的30个带回地球。

几个月后，采样器将降落在类似于“好奇者号”和“火星2020漫游者”的回收着陆器上。它是采用热壳降落在火星上的，并在表面停留150天等待取货。之后由升空飞行器将其送入350公里的高空轨道。欧洲航天局的地球返回轨道拦截器会将其拦截，再用太阳能离子发动机送回地球。

到2030年左右，科学家将会从火星表面得到大约500克的样品。

2019年初，白宫已将该项目纳入预算，这是第一次正式拨款，预计最快将于2026年启动。经过了50年的漫长计划，火星采样项目终于正式拉开序幕。