美国宇航局将如何从红色星球发射火星样本？

　　美国宇航局火星样本返回计划的一个重要部分的工作正在取得进展。火星登高飞行器(MAV)是一种小型、轻型、两级固体推进剂火箭，它有一个重大任务:在21世纪30年代初从火星上爆炸岩石、沉积物和大气样本，这是有史以来第一次从另一个星球表面发射火箭。

　　该微型飞行器由科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁航天公司开发，将与美国宇航局的样本回收着陆器(SRL)包装在一起，这是样本回收活动的另一个重要部分。二合一航天器——MAV和SRL——将在Jezero环形山附近或内部着陆，NASA的毅力漫游者已经在那里忙于收集火星样本。第二个着陆器，携带欧洲航天局(ESA)的“fetch rover”，也将在同一地区着陆。

　　探测车将把坚忍号的样本带到微型飞行器上。火箭将发射到火星轨道，在那里欧空局的地球返回轨道器(ERO)将抓取它的样本填充容器。然后，如果一切按计划进行，ERO将把样本拖回地球，通过地球进入系统(EES)喷射它们，在2033年高速、无降落伞着陆在犹他州沙漠。

　　该样品返回舱也由洛克希德·马丁公司设计，由轻质复合结构制成，由美国宇航局位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心提供的特殊热保护材料包裹。

　　洛克希德·马丁公司位于阿拉巴马州亨茨维尔的火星上升飞行器集成系统 (MAVIS) 高级项目经理史蒂夫·赛德斯解释说，人类以前从未从火星返回过原始样本，试图实现这一目标的团队面临着重大挑战。

　　Sides：“MAV 的高度不到 10 英尺，直径不到 1.5 英尺（3 x 0.5 米）。”“这是一个相对较小的火箭。”他说：“所以瞄准它，瞄准并射击。”

　　洛克希德·马丁航天公司正在为美国宇航局提供多个MAV测试单元和一个飞行单元。该合同下的工作包括设计、开发、测试和评估集成MAV系统，以及设计和开发火箭的地面支持设备。

　　成本加固定费用的MAVIS合同潜在价值为1 . 94亿美元，将延续6年。时间不多了。SRL-MAV二人组目前计划于2028年从佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心发射，开始前往红色星球的长途跋涉。

　　“我们的目标是在年初着陆，并在火星冬季到来之前起飞，”赛德斯解释道。

　　MAV设计的一个新颖方面是使用了气体产生的概念——垂直喷射的受控倾斜释放，或简称为VECTOR。这是一项由南加州美国宇航局喷气推进实验室的工程师倡导的阁楼和轻型技术，该实验室正在建造SRL。

　　MAV将携带大约30个样本管，这些样本管将由SRL的机械臂从fetch rover装载到火箭中。然后，微型飞行器将被扔进稀薄的火星空气中，大约在着陆器上方18英尺(5.5米)，着陆器兼作发射台。赛德斯说，到那时，火箭的第一级发动机将会点火。

　　塞德斯说:“发射火箭并点燃它以前就有人做过，但从未在火星上发生过。”他解释说：“矢量方法最大限度地减少了反冲和对SRL的干扰。”

　　一旦点火发生，火箭就会加速飞向火星轨道。“最终，MAV以大约每秒4000米的速度达到火星逃逸速度，”Sides说。

　　在第一级分离后，第二级上的加速马达启动，以稳定仍在燃烧的级，然后减速。“我们将滑行10到15天，”塞德斯说。在此期间，上面一级的信标将广播其所在位置，供ERO号上的系统会合和捕获。

　　为了测试火星样本返回EES，工程师们在犹他测试和训练靶场进行了一系列的跌落测试，样本将在这个湖床场地着陆。

　　在最近的测试中，一个制造演示单元(MDU)的一个潜在设计的EES aeroshell从1200英尺(365米)的高度落下，给它时间达到预定的着陆速度。

　　“MDU号在下降过程中非常稳定——它没有太多摇摆，它成功着陆，没有结构性损坏，并如预期的那样经受住了撞击，”美国宇航局的吉姆·科利斯(Jim Corliss)是火星样本返回EES的首席工程师，他在4月份的一份机构声明中说。

　　Zurbuchen在2月份的声明中说:“我们正在接近这个火星样本返回任务的概念阶段的尾声，这些碎片将汇集在一起，从另一个星球带回第一批样本。”“一旦在地球上，就可以用最先进的工具对它们进行研究，这些工具太复杂了，无法运送到太空。”