“天问三号”飞行计划(图源:CNSA)

我们的方案其实和NASA的计划很类似,难度和风险也相当大。但我们有不少有利因素。

首先,“天问三号”的样本采集方式直接简单,不涉及多台探测器的交互,风险大大减少。

其次,我们有“嫦娥五号”月面采样返回的成功经验。中国是世界上唯一实现无人航天器从地外天体起飞以及地外轨道无人交会对接的国家。和月球相比,火星采样返回只是规模更大、航程更远、着陆和起飞难度增加(由于火星大气层)、一次发射变成了两次而已。“嫦娥五号”有大量经验可继承和参照。

再次,我们有制度优势。只要目标明确,我们就有意志和能力将它长期执行下去。中国载人航天和月球探测计划就是最好的例子。

所以,中国极有可能在火星采样返回上实现对美国的超越。我们不仅在时间上提早两年(我国2031年,美国2033年),我们计划采集的样本也更多(我国一公斤,美国600克)。而且,相信中国的火星采样返回任务将会把载人登陆火星的相关技术验证考虑进去,就像“嫦娥五号”作为未来载人登月的技术验证(缩小版)一样。

2021年6月,中国在当年的全球太空探索大会上,公布了我们自己的载人登火计划。这又是一个屡试不爽的“三步走”计划:近期取样返回,中期载人登火,远期火星基地和大规模开发。

如果说第一步取样返回,我们在可能在时间和采样重量上超越NASA,那么第二步载人登火计划中,我们不仅会有和SpaceX火星计划相当的巨型火箭、可复用轨道转移级和单级登火舱,而且在地火转移中会使用堪称科幻、让星舰也黯然失色的核热和核电推进,从而实现技术上的超越。

说起星舰,它已经越来越可能是美国载人登火的希望所在,因为SLS虽然历经无数次延迟,终于成功完成了“阿尔忒弥斯一号”试射任务,登上了人类在役最大火箭的宝座。但是,它复杂而昂贵的弱点也暴露无遗。不要说火星,就是基于SLS的载人登月计划也将无比昂贵,未来十年美国能否持续支持这样一个没有短期产出的巨型项目,已经是一个很大的问号。

超重/星舰的可复用和低成本有着极大的竞争力,大概率会在未来某一天替代SLS。很难想象NASA会并行于SpaceX执行另一个更昂贵的载人火星计划。但星舰设计过于激进,隐含的风险极大,最后能否成功仍然有很大的不确定因素。