
美国宇航局(NASA)计划向火星派遣一支雄心勃勃的直升机队,使其在火星天空中翱翔。然而,这一名为“天坠”(SkyFall)的新任务,正引发火星研究人员对现有红色星球科研任务潜在成本和影响的激烈讨论。
今年三月,NASA公布了“天坠”计划,这是一项引人注目的提案,旨在将三架相同的直升机装载到一艘史无前例的核动力飞船中,并计划于2028年末发射至火星。然而,这一消息让许多行星科学家措手不及。他们表示,目前尚不清楚“天坠”任务将如何支持他们数十年来通过将火星样本带回地球进行深入研究,以寻找火星古代宜居性和生命迹象的长期努力。这项“火星样本返回”(Mars Sample Return, MSR)项目此前进展顺利,已在火星上缓存了样本等待取回,但由于预算削减,目前正处于“悬而未决”的状态。科学家们担心,“天坠”任务的成本尚不明确,可能会分散复兴MSR项目的精力,同时侵蚀NASA资金紧张的科学部门中其他正在进行的火星任务的资金。
亚利桑那州立大学的行星科学家菲尔·克里斯坦森(Phil Christensen)表示:“我们正处于一个两难境地,当有人向你提供某样东西时,很难说‘不,谢谢,我不需要’。你会说,‘当然,我们可以用它做伟大的科学。’”
“天坠”任务将搭载首艘由核裂变提供动力的飞船,名为“空间反应堆-1自由号”(Space Reactor-1 Freedom),该飞船将为更大、更强大的核推进项目铺平道路。飞船将在火星附近释放“天坠”直升机队,直升机队将封装在一个胶囊中,通过降落伞穿越大气层下降。随后,胶囊将在半空中部署三架直升机,这对于NASA来说是又一项新的壮举。根据NASA向《科学美国人》透露的细节,该机构仍在努力选择一个既能降低风险又能带来高科学回报的着陆点。
NASA此前的火星直升机“机智号”(Ingenuity)搭载在“毅力号”(Perseverance)火星车腹部,于2021年抵达红色星球。“机智号”的表现远超NASA最初的保守目标,在近1000个火星日内完成了70多次飞行,飞行距离超过10英里,最终因损坏而无法继续飞行。“机智号”仅携带了一台基本摄像头,其工作主要局限于为“毅力号”进行侦察。
“天坠”任务的直升机将比“机智号”稍大,具有足够的升力,不仅可以携带摄像头,还可以携带基本的气象设备和探地雷达——这些仪器主要在每次短途飞行中收集观测数据。根据NASA向《科学美国人》的声明,NASA工作人员仍在确定每架直升机应执行的飞行次数。
假设NASA能够实现必要的技术进步,使“天坠”直升机在红色星球上飞行,它们很可能会带来关于火星的新发现,甚至可能为未来的人类访问提供信息。然而,NASA概述的任务目标——例如侦察未探索的地形、探测地下冰储量和监测大气尘埃——与MSR项目及其相关的寻找外星生命这一既定优先事项相去甚远。一些火星科学家表示,“天坠”也无法有意义地为其他宏观研究问题提供信息,例如深入研究行星历史或理解其表面与大气的相互作用。
西南研究所的行星科学家维姬·汉密尔顿(Vicky Hamilton)指出,“天坠”是一项“演示任务;它并非真正的科学任务。”她补充说,它“会做一些科学工作”,但“并非我们所期望的。”更糟糕的是,“天坠”可能对火星科学产生积极的负面影响。汉密尔顿在与他人合著的一份备忘录中写道:“很有可能,不止一个目前正在火星上运行的任务将被终止,其资金将被转用于支持‘天坠’。”汉密尔顿是NASA咨询机构火星探索项目分析小组(Mars Exploration Program Analysis Group)的最新前任主席。
任何由“天坠”引发的干扰都将发生在一个本已紧张的时期:除了MSR项目悬而未决之外,NASA还失去了一颗火星轨道器——该机构的“火星大气与挥发物演化任务”(Mars Atmosphere and Volatile Evolution, MAVEN)在去年12月与地球失去联系后宣告结束。这使得NASA的火星探测舰队仅剩下两颗老化的轨道器——2001年抵达的“火星奥德赛号”(Mars Odyssey)和2006年抵达的“火星勘测轨道飞行器”(Mars Reconnaissance Orbiter)——以及分别于2012年和2021年着陆的“好奇号”(Curiosity)和“毅力号”火星车。
未来也不会带来真正的增援:NASA在欧洲空间局(ESA)的“罗莎琳德·富兰克林号”(Rosalind Franklin)火星车上搭载了一个仪器。此外还有“天坠”计划、一个拟议的“火星电信网络”以及一项新宣布的气象载荷,后者也计划通过公私合作于2028年发射。这些都不是火星研究人员所习惯的那种“重量级”科学任务。
克里斯坦森表示:“我希望‘天坠’不会变成‘好吧,这就是你这十年唯一的火星任务了’——那将太糟糕了。”
“天坠”计划公布三个月后,NASA仍未解释该项目的资金来源或可能耗费的金额。NASA发言人告诉《科学美国人》:“‘天坠’是一项新工作,成本估算目前正在制定中。”该发言人指向了该机构的预算信息中心,但截至发稿时,该中心并未包含任何提及“天坠”项目的文件。
倡导太空探索的非营利组织行星学会(Planetary Society)政府关系主任杰克·基拉利(Jack Kiraly)表示:“这是一个非常不透明的过程。”基拉利说,尽管他个人对“天坠”感到兴奋,但该机构有义务向公众提供更多关于其计划的透明度。
作为联邦机构,NASA每年都会从国会获得年度预算,立法者目前正在敲定下一个财政年度(始于10月1日)的拨款。基拉利指出,尽管立法有时会突出特定项目——众议院目前正在审议的草案明确指出支持“天坠”——但国会通常信任各机构自行决定如何在其分配的资金中分配给各个项目的更细致细节。
然而,基拉利表示,“天坠”很可能不会依赖于用于推进技术或人类探索的资金,而是将从NASA科学部门的火星探索项目(Mars Exploration Program)中提取资金,特别是其未来任务的预算线。白宫已要求为即将到来的财政年度的该预算线拨款1.1亿美元,而NASA火星研究工作的总预算为2.48亿美元。
基拉利表示,到2028年建造并启动如此雄心勃勃的任务的“突击计划”与这些数字不符。他说:“它需要大量前期资金。这将给其余的项目组合带来巨大压力。”
汉密尔顿的说法更为直白。她担心,“天坠”“基本上将吞噬可预见未来的整个火星探索项目预算。”