美国国家科学院发布《载人火星探索科学战略》
2025年12月9日,美国国家科学院发布《载人火星探索科学战略》报告[1]。报告受美国国家航空航天局(NASA)的委托,研究提出指导载人火星探索活动的11项最高优先级科学目标,以及4项载人火星探索任务组合,旨在为NASA载人火星探索活动取得重大科学突破提供不同选项。
1、最高优先级科学目标。共11项,分别为:寻找生命,表征水和二氧化碳循环,表征并绘制地质记录的历史,确定火星环境对航天员的影响,研究火星尘暴,探索有用资源,确定火星环境对基因组和繁殖的影响,研究微生物,分析火星尘埃对人体和硬件的影响,确定火星环境对植物和动物的影响,表征关键地点的辐射特征。
2、载人火星探索任务组合。4项任务涉及2种组合方式:一种组合方式是“30-货物-300”,即“30个火星日载人任务-无人货运任务-300个火星日载人任务”组合;另一种组合方式是“30-30-30”,即3次30个火星日载人任务,可最多探索3个着陆点。4项任务组合如下:
(1)任务组合1:在更大探索区域开展火星科学研究。该项任务组合模式为“30-货物-300”,重点聚焦在一个着陆点及附近探索区域即可实现全部科学目标。航天员将通过该任务组合寻找火星生命,分析水和二氧化碳大气的特征,研究火星表面的相互作用,增进对火星地质和环境演化的理解,并对原位资源利用的可用资源进行编目。
(2)任务组合2:火星科学协同测量。该项任务组合模式为“30-货物-300”,重点聚焦尽可能达成所有科学目标中关键的共性测量需求,以最大化科学产出。该任务组合在前面的30个火星日任务期间快速进行地质研究和有针对性的科学考察,在后面的300个火星日任务期间集中收集数据、详细研究各类现象。
(3)任务组合3:搜寻火星冰层下的生命。该项任务组合模式为“30-货物-300”,重点聚焦搜寻火星当前存在的生命。该任务组合的关键优势和核心概念是通过对可能位于火星地下2~5千米深的液态水进行钻探,来探究关于宜居性的记录和探测生命的可能性。
(4)任务组合4:探索火星的3个地点。该项任务组合模式为“30-30-30”,重点聚焦探索火星的异质性。该任务组合将选择3个相距很远的着陆点,从而探索差异巨大的环境,通过对火星岩石定年最大化科学回报,同时在短暂的任务期间部署地震仪和气象塔,并持续运行、长期收集数据,进一步加强科学回报。
(韩淋)
[1] Search for Life Should Be Top Science Priority for First Human Landing on Mars, Says New Report. https://www.nationalacademies.org/news/search-for-life-should-be-top-science-priority-for-first-human-landing-on-mars-says-new-report