上九天摘星！又一個人類首次將在我國誕生：火星採樣返回

航天是人類工業科技的集大成者，它不僅是技術高地，更是綜合國力體現。昔日，美國通過阿波羅載人登月計劃一舉奠定長達半個世紀的科技領先地位，時至今日他們依然在享受著載人登月的戰略紅利。

阿波羅-16號登月飛船

那麼，如今我們還有沒有類似阿波羅登月的機遇窗口呢？答案：有。在接下來的十年裡，太平洋兩岸將就月球與火星這兩顆地外星球展開新一輪技術博弈。

我國圍繞月球的工程項目是新世紀載人登月與月面科研站建設，針對火星則是採樣返回任務。難度都是世界級，但前者畢竟有阿波羅載人登月紀錄，而後者則是連美國此前也未曾涉獵的頂級項目。

火星表面

火星位於太陽系宜居帶外側邊緣，是太陽系內環境形貌特徵最接近地球的一顆類地巖石行星，距離地球最遠4億公裡，是地月平均距離的1052倍。早在阿波羅載人登月時代人們就夢想著早日實現載人登陸更加遙遠的火星，一旦成功人類將成為「多星球物種」。

載人登火星與載人登月一樣都需要驗證一系列關鍵技術，比如，中國載人登月前將通過今年發射的「嫦娥五號」驗證包括月面起飛、月球軌道對接、月地軌道轉移等一系列工程難題，載人登陸火星同樣需要「火星版嫦娥五號」。

我國火星探測兩步走

中國人做事向來講究著眼長遠，早在火星工程立項之初我們就確立了一個長遠發展規劃，不同於嫦娥探月工程「繞、落、回」三步走規劃，火星探測工程則是三步變作兩步走，就是一步實現「繞、落、巡」，二步完成「採樣回」。

第一步，發射火星一號飛船實現對火星環繞、著陸、巡視探測，而嫦娥探月工程為了完成月球繞落巡三項任務則發射了嫦娥一號、二號、三號總計三艘飛船，火星一號之所以敢於在一次任務中就突破三大工程難題，主要緣於嫦娥探月工程積累的深空探測能力。

嫦娥五號上升器月面起飛

比如，火星一號飛船軌道器使用的3000N發動機與嫦娥五號上升器發動機推力相等，火星一號飛船著陸器使用的7500N大噴口變推力發動機與嫦娥三號/四號/五號著陸器使用的變推力發動機也是同款型號的再升級。

我國火星一號飛船

火星一號著陸腿與嫦娥三號/四號/五號著陸腿採用相同的高效吸能合金打造，為服務嫦娥探月工程建設的深空測控網從一開始就考慮到火星、木星、土星乃至太陽系邊際探測需求，目前喀什深空測控站正在擴建大口徑天線陣列以增強測控火星一號飛船的能力。

嫦娥四號高效吸能合金著陸腿

完成火星一號繞落巡任務後，我國將在2028年發射火星版嫦娥五號，它與月球版嫦娥五號一樣也是由四大艙段組成，分別是推進艙、返回艙、上升器、著陸器，飛船重量也十分相似，火星採樣飛船重量大約為8噸左右。

由於地火距離是地月距離的數百上千倍，因此發射難度更大，屆時我們將採用火星軌道集合方案，使用兩枚運載火箭分別發射由推進艙、返回艙組成的「推返組合體」，以及由上升器、著陸器組成的「上著組合體」，兩大組合體將先後進入地火轉移軌道，其中推返組合體還可以承擔上著組合體降落火星表面的中繼通信任務。

我國火星採樣返回任務示意圖

上著組合體著陸後將在火星表面工作半年左右，期間搜集火星樣本，然後靜待從火星發射返回地球的時間窗口，之後上升器將攜帶火星樣本從火星表面發射進入距離火星表面500公裡軌道，在那裡與推返組合體對接，完成火星樣本轉移，緊接著推返組合體拋掉上升器進入火地轉移軌道，經過約15個月飛行後返回艙將以第二宇宙速度（約33馬赫）再入地球大氣層，整個任務前後歷時將近三年。

長徵三號乙（左）與長徵五號（右）

火星採樣返回飛船兩大組合體將由長徵三號乙與長徵五號兩款火箭分別發射，二者地火轉移軌道運力分別是2.7噸與6噸。

實施火星採樣返回任務要攻克諸多世界級難題，其中尤以火星軌道交會對接、火星表面發射起飛為最難。數億公裡級軌道交會對接由於通信延遲長達十幾分鐘，人工很難幹預，只能依靠自動交會對接系統，火星表面起飛則要克服數倍於月球的引力。

火星採樣返回任務介紹

權威渠道已經證實我們正在朝著2028年火星採樣返回目標推進，美國與歐洲也有在2028年聯合實施火星採樣返回的任務計劃，但兩者對比，中國有更大機會成為全球第一個實現火星採樣返回目標的國家，因為我們有一項核心優勢是他們所沒有的，就是政策的連續性。我們可以為一個目標持之以恆奮鬥數十年，而不受外界變化影響，反觀他們在這八九年時間裡將充斥著各種不確定因素。

中國航天發展至今已有六十四年歷史，在漫長歲月裡我們大多數是跟隨式發展，別人有什麼我們就發展什麼，以期能與之同臺競技，直到一年多前嫦娥四號首登月球背面，我們第一次擁有了「人類首次」這個專屬標籤。

嫦娥四號著陸器

嫦娥四號可以視作中國航天從並跑到領跑發展的開局事件，自此之後我國將有一系列極具創造性的航天工程紛紛進入實施階段。

首先是以一國之力打造比肩國際空間站的天宮空間站，在不久的將來天宮將成為人類部署在近地軌道的唯一天基載人基礎設施，其擁有的技術水平與管理架構將實現對現有國際空間站的全面反超。今年第四季度發射的嫦娥五號自動化水平也將遠超阿波羅登月飛船，成為人類登月技術新標杆。

天宮空間站

要知道作為一個佔地球人口六分之一的大國，我們應當對人類的發展有較大貢獻！2028年將是一個不平凡的年份，根據嫦娥探月總師吳偉仁表態，我們將在2028年左右實施載人登月任務，按照既定規劃，我們也將在2028年實施火星採樣返回任務，屆時我們將在兩顆地外星球上重新書寫人類徵戰太空的新歷史，一句話我們已經走在大路上。