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美國深空探測的戰(zhàn)略規(guī)劃及未來趨勢研究（上）

Strategic Planning and Trend Study of U.S. Deep Space Exploration （Ⅰ）

伍曉京張揚(yáng)眉（北京空間科技信息研究所）

1　引言

2014年，美國航空航天局（NASA )發(fā)布了《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》（Strategic Plan 2014），制定了美國航空航天局包括深空探測在內(nèi)的各大領(lǐng)域的戰(zhàn)略方向、戰(zhàn)略目的和優(yōu)先級(jí)。作為對(duì)《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》的響應(yīng)，并參考美國國家科學(xué)研究委員會(huì)（NRC）2011年發(fā)布的《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告：2013-2022行星科學(xué)的愿景和航程》的建議，美國航空航天局科學(xué)任務(wù)部發(fā)布《2014年科學(xué)計(jì)劃》(Science Plan 2014），進(jìn)一步明確了美國航空航天局未來科學(xué)探測包括深空探測的方向、目的和具體目標(biāo)。

在目前全球經(jīng)濟(jì)緩慢復(fù)蘇、美國經(jīng)濟(jì)尚未完全恢復(fù)的大環(huán)境下，預(yù)算問題是美國航空航天局面臨的最大挑戰(zhàn)，也是美國航空航天局進(jìn)行深空探測活動(dòng)的瓶頸。美國航空航天局掙扎于《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》的理想化建議與“缺錢”的現(xiàn)實(shí)矛盾中，尤其對(duì)于大型“旗艦”任務(wù)的態(tài)度搖擺不定，幾經(jīng)周折變化，也反映出美國航空航天局在最大限度地實(shí)現(xiàn)科學(xué)探測目標(biāo)和合理利用有限的預(yù)算分配之間的艱難抉擇和權(quán)衡過程。

2　美國深空探測發(fā)展情況

美國是迄今為止唯一一個(gè)對(duì)太陽系內(nèi)所有行星進(jìn)行過探測的國家。此外，美國還對(duì)太陽、小天體和星際空間開展過大量探測，實(shí)現(xiàn)了月球、火星、小行星和土衛(wèi)六著陸，以及彗星粒子和太陽風(fēng)粒子采樣返回。美國在太陽系探測領(lǐng)域取得了大量科學(xué)成果，在全球深空探測領(lǐng)域處于絕對(duì)領(lǐng)先地位。

美國在月球探測方面起步很早，1958年8月17日發(fā)射的先驅(qū)者-0月球探測器是人類歷史上第一個(gè)深空探測器。截至2015年9月底，美國共發(fā)射了41次無人月球探測任務(wù)。

美國火星探測取得重大成就，開展火星探測任務(wù)20次，其中有15次獲得了成功，最近的一次任務(wù)即“火星大氣與揮發(fā)物演變”（MAVEN），已于2014年9月22日成功進(jìn)入火星軌道。

從深空探測技術(shù)水平看，美國已經(jīng)全面具備覆蓋整個(gè)太陽系八大行星及衛(wèi)星、小天體、太陽的探測能力，已經(jīng)探測過的天體包括月球、火星、金星、水星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、彗星、小行星、太陽等，探測形式多樣，包括飛越、環(huán)繞、撞擊、著陸、巡視勘察、采樣返回等。已掌握的技術(shù)包括月球飛越、環(huán)繞和著陸；火星飛越、環(huán)繞、著陸和巡視勘察；金星飛越和環(huán)繞；彗星粒子采樣返回；太陽風(fēng)粒子采樣返回；小行星環(huán)繞和著陸；土衛(wèi)六著陸（與歐洲合作）等等。

“火星大氣與揮發(fā)物演變”探測火星示意圖

3　美國未來深空探測戰(zhàn)略規(guī)劃

美國航空航天局的“戰(zhàn)略規(guī)劃”反映了美國航空航天局的整體戰(zhàn)略規(guī)劃。“戰(zhàn)略規(guī)劃”由美國航空航天局首席財(cái)政官辦公室組織制定，以確保其與美國航空航天局的預(yù)算分配緊密聯(lián)系。戰(zhàn)略規(guī)劃委員會(huì)是由美國航空航天局局長擔(dān)任主席的頂層團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)制定美國航空航天局的多年計(jì)劃和路線圖，然后由美國航空航天局各大任務(wù)部和任務(wù)支持委員會(huì)對(duì)這些計(jì)劃和路線圖進(jìn)一步細(xì)化。首席財(cái)政官辦公室的戰(zhàn)略規(guī)劃團(tuán)隊(duì)將根據(jù)這些規(guī)劃和路線圖制定美國航空航天局“戰(zhàn)略規(guī)劃”，大約每3年發(fā)布一個(gè)版本，主要反映美國航空航天局的組織變化情況，定義美國航空航天局完成愿景和任務(wù)的途徑，以及支持和驅(qū)動(dòng)美國航空航天局進(jìn)行研究和開發(fā)活動(dòng)的原則。美國航空航天局近年來分別于2014、2011、2006、2003年發(fā)布了“戰(zhàn)略規(guī)劃”。

作為對(duì)“戰(zhàn)略規(guī)劃”的響應(yīng)和補(bǔ)充，美國航空航天局科學(xué)任務(wù)部幾乎同步制定了“科學(xué)計(jì)劃”，規(guī)劃美國航空航天局科學(xué)領(lǐng)域包括太陽物理學(xué)、地球科學(xué)、行星科學(xué)和天體物理學(xué)4個(gè)分領(lǐng)域未來的活動(dòng)。在制定“戰(zhàn)略規(guī)劃”和“科學(xué)計(jì)劃”時(shí)，美國航空航天局也會(huì)充分考慮美國國家科學(xué)研究委員會(huì)《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》提出的建議，包括各分領(lǐng)域的發(fā)展方向、優(yōu)先級(jí)任務(wù)目標(biāo)等。美國航空航天局在制定財(cái)年預(yù)算時(shí)，也會(huì)體現(xiàn)“戰(zhàn)略規(guī)劃”和“科學(xué)計(jì)劃”的主要政策和方向。因此結(jié)合美國航空航天局的“戰(zhàn)略規(guī)劃”、“科學(xué)計(jì)劃”、美國國家科學(xué)研究委員會(huì)的《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》以及美國航空航天局近幾個(gè)財(cái)年的預(yù)算申請等文件，可以對(duì)美國未來深空探測戰(zhàn)略規(guī)劃進(jìn)行分析和總結(jié)。

由于美國航空航天局并未對(duì)深空探測器進(jìn)行嚴(yán)格定義，其“科學(xué)”領(lǐng)域的4個(gè)分領(lǐng)域“太陽物理學(xué)”、“地球科學(xué)”、“行星科學(xué)”和“天體物理學(xué)”中，“行星科學(xué)”中的航天器基本上都屬于深空探測器，但同時(shí)在“太陽物理學(xué)”中也有少量深空探測器，例如旅行者-1、2等。因此在進(jìn)行分析時(shí)，主要參考與“行星科學(xué)”分領(lǐng)域相關(guān)的章節(jié)與數(shù)據(jù)，同時(shí)也兼顧少量“太陽物理學(xué)”分領(lǐng)域中與深空探測相關(guān)的內(nèi)容。

旅行者-1在宇宙空間飛行示意圖

“戰(zhàn)略規(guī)劃”制定了美國航空航天局頂層戰(zhàn)略發(fā)展方向

(1)《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》的戰(zhàn)略目的和戰(zhàn)略目標(biāo)

美國航空航天局《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》提出了以下3項(xiàng)戰(zhàn)略目的及相應(yīng)的16項(xiàng)戰(zhàn)略目標(biāo)：

1)擴(kuò)展美國航空航天局探索空間的知識(shí)和能力，增加美國航空航天局探索空間的機(jī)會(huì)。①擴(kuò)展人類在太陽系的探索疆域，實(shí)現(xiàn)火星表面載人探測，推動(dòng)探索、科學(xué)和創(chuàng)新進(jìn)步，造福人類，加強(qiáng)國際合作（由載人探索運(yùn)行任務(wù)部負(fù)責(zé)）；②在國際空間站上進(jìn)行科學(xué)和技術(shù)研究，為未來的空間探索打下基礎(chǔ)；③鼓勵(lì)商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動(dòng)基礎(chǔ)生物學(xué)和物理學(xué)的進(jìn)步，使全人類受益（由載人探索運(yùn)行任務(wù)部負(fù)責(zé)）；④促進(jìn)美國商業(yè)航天的發(fā)展，并利用其能力向空間運(yùn)送貨物和乘員（由載人探索運(yùn)行任務(wù)部負(fù)責(zé)）；⑤理解太陽及其與地球和太陽系的相互作用，包括對(duì)空間天氣進(jìn)行研究（屬于“科學(xué)”領(lǐng)域的“太陽物理學(xué)”，由科學(xué)任務(wù)部負(fù)責(zé)）；⑥研究太陽系的起源和演變，探索可能的生命痕跡（屬于“科學(xué)”領(lǐng)域的“行星科學(xué)”，由科學(xué)任務(wù)部負(fù)責(zé)）；⑦研究宇宙的運(yùn)行機(jī)制，探索宇宙的起源和演變，搜尋圍繞其他恒星運(yùn)行的行星上的生命痕跡（屬于“科學(xué)”領(lǐng)域的“天體物理學(xué)”，由科學(xué)任務(wù)部負(fù)責(zé)）；⑧對(duì)美國航空航天局的任務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，推動(dòng)國家前沿、創(chuàng)新航天技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟（由空間技術(shù)任務(wù)部負(fù)責(zé)）。

從表1的結(jié)果可見，含鈦高爐渣中主要成分為TiO2、CaO、MgO、SiO2、A12O3和Fe等，鈦渣中的鈣、鎂、鋁含量都較高，在用鹽酸對(duì)含鈦型高爐渣進(jìn)行除雜處理的過程中，通過化學(xué)反應(yīng)，其中的CaO、MgO、A12O3易與鹽酸形成強(qiáng)電解質(zhì)的氯化物而溶解，而硅組分則形成固體沉淀實(shí)現(xiàn)分離。TiO2為兩性氧化物，其酸、堿性都很弱，對(duì)應(yīng)的鈦酸鹽和鈦鹽在一定條件下將發(fā)生水解。

2）增進(jìn)對(duì)地球的理解，研發(fā)能夠改善人們生活質(zhì)量的技術(shù)。①推動(dòng)航空學(xué)研究，使美國和全球的航空業(yè)實(shí)現(xiàn)安全和可持續(xù)的革命性轉(zhuǎn)換（由航空學(xué)研究任務(wù)部負(fù)責(zé)）；②增進(jìn)對(duì)地球系統(tǒng)的了解，應(yīng)對(duì)環(huán)境變化，改善人們的生活（屬于“科學(xué)”領(lǐng)域的“地球科學(xué)”，由科學(xué)任務(wù)部負(fù)責(zé)）；③優(yōu)化機(jī)構(gòu)技術(shù)投資，鼓勵(lì)開放式創(chuàng)新，促進(jìn)技術(shù)注入，確保獲取最大的國家利益（由首席技術(shù)專家辦公室負(fù)責(zé)）；④通過與其他機(jī)構(gòu)的合作，推動(dòng)“科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)”（STEM）教育和人才隊(duì)伍培養(yǎng)，從而鼓勵(lì)學(xué)生、教師和教職工參與美國航空航天局的任務(wù)（由教育辦公室負(fù)責(zé)）。

3）為美國公眾服務(wù)，通過有效管理人員、技術(shù)能力和基礎(chǔ)設(shè)施，完成美國航空航天局的各項(xiàng)任務(wù)。①吸引并培養(yǎng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的、有能力的、多樣化的人才隊(duì)伍，建立具有創(chuàng)新氛圍的工作環(huán)境，為美國航空航天局的任務(wù)提供所需的設(shè)施、工具與服務(wù)（由任務(wù)支持部負(fù)責(zé)）；②確保美國航空航天局的戰(zhàn)略、技術(shù)和計(jì)劃能力的可用和持續(xù)發(fā)展，以維持美國航空航天局的任務(wù)（由載人探索運(yùn)行任務(wù)部負(fù)責(zé)）；③提供安全、有效和可負(fù)擔(dān)的信息技術(shù)和服務(wù)，以支持美國航空航天局的任務(wù)（由首席信息官辦公室負(fù)責(zé)）；④確保對(duì)美國航空航天局計(jì)劃的有效管理和運(yùn)行，從而安全地、成功地完成任務(wù)（由安全和任務(wù)保障辦公室等部門負(fù)責(zé)）。

這3項(xiàng)戰(zhàn)略目的與相應(yīng)的戰(zhàn)略目標(biāo)指導(dǎo)了美國航空航天局的大部分活動(dòng)，分別由美國航空航天局目前的4個(gè)任務(wù)部—航空學(xué)研究任務(wù)部、載人探索運(yùn)行任務(wù)部、科學(xué)任務(wù)部、空間技術(shù)任務(wù)部，以及其他支持部門領(lǐng)導(dǎo)和負(fù)責(zé)，其中一部分內(nèi)容涉及深空探測。美國航空航天局在《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》中指出，美國航空航天局的未來非常清晰，將繼續(xù)進(jìn)行載人和機(jī)器人空間探索，并開發(fā)可用于航空航天的新技術(shù)，在保護(hù)地球的同時(shí)，增進(jìn)對(duì)地球和宇宙的了解。美國航空航天局還指出，將通過與工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和其他國家的航天機(jī)構(gòu)的合作實(shí)現(xiàn)未來愿景，并鼓勵(lì)公眾參與到美國航空航天局的活動(dòng)中去。美國航空航天局的戰(zhàn)略主旨是與國內(nèi)和國際的合作伙伴一起，進(jìn)行航空航天探索與研究，使全人類受益。

（2）《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)深空探測的重要作用，指出深空探測面臨的問題和挑戰(zhàn)

美國航空航天局在《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》中多次強(qiáng)調(diào)了包括深空探測在內(nèi)的“科學(xué)”領(lǐng)域的重要作用，指出機(jī)器人探測是我們探索太陽系的主要方法，也是載人空間探索的重要先驅(qū)任務(wù)，并表明美國航空航天局將繼續(xù)不遺余力地在控制成本和進(jìn)度的前提下進(jìn)行科學(xué)探索。

《2014年戰(zhàn)略規(guī)劃》指出美國航空航天局在“行星科學(xué)”分領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)有兩個(gè)，一是任務(wù)成本評(píng)估與管理，尤其是對(duì)于那些復(fù)雜的大型探測項(xiàng)目，美國航空航天局應(yīng)提高效率，更好地進(jìn)行任務(wù)成本控制。在過去3年里，美國航空航天局發(fā)射的多項(xiàng)“行星科學(xué)”任務(wù)都成功地控制在既定成本和進(jìn)度內(nèi)。美國航空航天局的長期目標(biāo)仍然是控制成本和進(jìn)度，確保任務(wù)的持續(xù)性。二是钚-238的生產(chǎn)與供應(yīng)。钚-238為美國航空航天局的放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器提供能源，可在無法獲取太陽能時(shí)為航天器提供電能。20世紀(jì)80年代，美國停止了钚-238的生產(chǎn)，钚-238的供應(yīng)一直受到限制，目前已將耗盡。由于钚-238對(duì)于行星科學(xué)乃至載人探測來說非常重要，所以美國航空航天局行星科學(xué)部門目前正與美國能源部一起重啟钚-238的生產(chǎn)工作，以滿足未來數(shù)10年內(nèi)對(duì)钚-238的需求。

美國航空航天局科學(xué)任務(wù)部“科學(xué)計(jì)劃”規(guī)劃美國深空探測發(fā)展方向和具體目標(biāo)

測試“新視野”冥王星探測器使用的放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器

《2014年科學(xué)計(jì)劃》指出，評(píng)判美國航空航天局科學(xué)任務(wù)部工作成功與否的標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)，第一是回答科學(xué)任務(wù)部提出的科學(xué)問題；第二是體現(xiàn)《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》中建議的任務(wù)優(yōu)先級(jí)；第三是響應(yīng)美國政府和國會(huì)的航天政策。

（1）美國航空航天局未來的科學(xué)探索面臨六大挑戰(zhàn)

在美國航空航天局科學(xué)任務(wù)部《2010年科學(xué)計(jì)劃》進(jìn)行改進(jìn)和完善的基礎(chǔ)上，《2014年科學(xué)計(jì)劃》指出了美國航空航天局未來進(jìn)行科學(xué)探索活動(dòng)面臨的六大挑戰(zhàn)，分別是通往太空的途徑（即運(yùn)載火箭）、任務(wù)成本評(píng)估與管理、技術(shù)開發(fā)與驗(yàn)證、國際合作、行星保護(hù)和長期計(jì)劃規(guī)劃等。

（2）美國航空航天局行星科學(xué)發(fā)展規(guī)劃

1）美國航空航天局行星科學(xué)戰(zhàn)略目標(biāo)。美國航空航天局行星科學(xué)的戰(zhàn)略目標(biāo)是確定太陽系的構(gòu)成、起源和演變，并探索可能的生命痕跡。美國航空航天局對(duì)太陽系的探索需要回答以下幾個(gè)基本科學(xué)問題：太陽系是怎樣形成和演變的？地球之外的天體上是否存在生命？有哪些會(huì)對(duì)地球生命造成威脅的星體或事件？

科學(xué)任務(wù)部將以上問題轉(zhuǎn)換成以下幾項(xiàng)科學(xué)目標(biāo)：探索并觀測太陽系中的天體，并理解它們是如何形成和演變的；進(jìn)一步理解太陽系運(yùn)行、作用和演變的化學(xué)與物理過程；探索并發(fā)現(xiàn)那些過去可能有過生命或現(xiàn)在存在生命的地方；進(jìn)一步理解地球上生命的起源和演變，指導(dǎo)人們搜尋其他生命痕跡；鑒別并描述太陽系中可能威脅地球的天體，或?yàn)檩d人探測提供資源。

2）美國航空航天局行星科學(xué)也面臨著預(yù)算不足、技術(shù)投資削減等重大挑戰(zhàn)。除整個(gè)科學(xué)探索領(lǐng)域面臨的六大挑戰(zhàn)外，美國航空航天局強(qiáng)調(diào)了目前行星科學(xué)分領(lǐng)域面臨的3個(gè)問題，第一是目前美國航空航天局行星科學(xué)的預(yù)算分配與《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》中的假設(shè)不匹配，這將影響美國航空航天局科學(xué)任務(wù)部在未來10年中執(zhí)行《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》建議的探索活動(dòng)。在當(dāng)前受限的預(yù)算環(huán)境下，美國航空航天局可能需要在“競爭任務(wù)”和“戰(zhàn)略任務(wù)”之間進(jìn)行權(quán)衡和取舍，包括探測的目的地、研究和技術(shù)投資方向等。“競爭任務(wù)”是通過公開的“競爭公告”篩選而來的任務(wù)，多為小型和中型任務(wù)?！皯?zhàn)略任務(wù)”從多項(xiàng)候選的“任務(wù)概念”中發(fā)展而來，這些“任務(wù)概念”或者來自由科學(xué)咨詢委員會(huì)和工作小組進(jìn)行的各種調(diào)查和研究，或者為滿足具體的美國航空航天局科學(xué)目的而制定，一般為成本較高的大型任務(wù)。第二是目前美國航空航天局面臨著钚-238即將耗盡的危機(jī)。第三是行星科學(xué)部門的技術(shù)研發(fā)活動(dòng)依賴于來自那些大型戰(zhàn)略任務(wù)的資金，例如“卡西尼”（Cassini）、“火星勘察軌道器”（MRO）和“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”（MSL）等，隨著美國航空航天局規(guī)劃的未來大型戰(zhàn)略任務(wù)的減少，對(duì)技術(shù)研發(fā)的投資也會(huì)相應(yīng)減少。

目前在軌飛行的“火星勘察軌道器”示意圖

3）美國航空航天局多個(gè)深空探測器在軌工作，探測范圍全面廣泛，側(cè)重火星探測。目前，美國航空航天局科學(xué)任務(wù)部的“行星科學(xué)”分領(lǐng)域共有8個(gè)軌道器和2輛火星漫游車正在工作，此外還以提供儀器等方式參與了4項(xiàng)其他國家的深空探測任務(wù)。在軌的10個(gè)探測器中，冥王星和小行星探測器2個(gè)，月球探測器1個(gè)，木星探測器1個(gè)，土星探測器1個(gè)，火星探測器5個(gè)。其中火星探測器所占比例為50%以上。

各候選技術(shù)領(lǐng)域中支持“漸進(jìn)火星行動(dòng)”的關(guān)鍵技術(shù)組合

續(xù)表

4）美國航空航天局計(jì)劃的深空探測任務(wù)數(shù)量有限，仍以火星為主。目前,美國航空航天局計(jì)劃實(shí)施的深空探測任務(wù)有3項(xiàng)，包括2項(xiàng)火星探測任務(wù)和1項(xiàng)小行星采樣返回任務(wù)。此外美國航空航天局還將參與多項(xiàng)其他國家的探測任務(wù)。

5）美國航空航天局未來的深空探測任務(wù)。美國航空航天局未來還將繼續(xù)推進(jìn)“發(fā)現(xiàn)”和“新疆域”計(jì)劃，仍將采用“競爭公告”的形式篩選出具體探測任務(wù)。

美國航空航天局計(jì)劃實(shí)施或參與的深空探測任務(wù)

續(xù)表

美國航空航天局未來的探測任務(wù)

《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》建議將火星采樣返回任務(wù)作為優(yōu)先級(jí)最高的深空探測任務(wù)

《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》是由美國國家科學(xué)研究委員會(huì)發(fā)布的報(bào)告，大約每10年發(fā)布一版，目的是為美國航空航天局和其他美國政府機(jī)構(gòu)制定行星科學(xué)領(lǐng)域的戰(zhàn)略規(guī)劃提供參考。除《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》外，美國國家科學(xué)研究委員每10年還發(fā)布《天文學(xué)與天體物理學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》、《地球科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》、《太陽物理學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》等。以上4類10年調(diào)查報(bào)告涵蓋了美國航空航天局科學(xué)領(lǐng)域的四大分領(lǐng)域—地球科學(xué)、太陽物理學(xué)、行星科學(xué)和天體物理學(xué)。

《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》闡述了未來10年行星科學(xué)需要解決的關(guān)鍵問題和探索規(guī)劃。目前最新的版本為2011年3月7日發(fā)布的《2013-2022行星科學(xué)的愿景和航程》。報(bào)告建議美國未來10年內(nèi)實(shí)施的旗艦任務(wù)包括“火星天體生物學(xué)探測-收集者”火星車任務(wù)、木衛(wèi)二任務(wù)和天王星系任務(wù)。其中實(shí)現(xiàn)火星采樣返回的“火星天體生物學(xué)探測-收集者”火星車任務(wù)具有最高優(yōu)先級(jí)，木衛(wèi)二任務(wù)次之?！盎鹦翘祗w生物學(xué)探測-收集者”火星車原本計(jì)劃用于美國和歐洲合作的“火星生物學(xué)”火星采樣返回任務(wù)，當(dāng)時(shí)計(jì)劃于2016年和2018年分兩次分別發(fā)射軌道器和1～2輛火星車（歐洲“火星生物學(xué)”和美國“火星天體生物學(xué)探測-收集者”）。2012年，由于財(cái)政問題，美國宣布取消與歐洲合作探測火星，歐洲轉(zhuǎn)而尋求與俄羅斯的合作。2013年3月14日，歐洲航天局與俄羅斯聯(lián)邦航天局正式簽署合作協(xié)議，將于2016年和2018年合作探測火星。雖然取消了與歐洲合作的火星探測任務(wù)，但美國仍然高度重視火星探測，美國航空航天局也在2015財(cái)年預(yù)算申請中為“洞察”火星深度鉆巖探測器、火星漫游者-2020分配了預(yù)算，其中后者的探測目標(biāo)與之前的“火星天體生物學(xué)探測-收集者”火星車相似，即“尋找、鑒別、收集、存儲(chǔ)火星環(huán)境中的樣品，為之后的采樣返回任務(wù)做準(zhǔn)備”，充分體現(xiàn)了對(duì)《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》建議的回應(yīng)。但與“火星天體生物學(xué)探測-收集者”火星車不同的是，2020年新型火星車并不基于機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)火星車的設(shè)計(jì)，而是將基于好奇號(hào)火星車的設(shè)計(jì)。此外，美國航空航天局在2015財(cái)年預(yù)算申請中也為可能的木衛(wèi)二任務(wù)分配了研究經(jīng)費(fèi)。

好奇號(hào)火星車在火星表面探測示意圖

《行星科學(xué)10年調(diào)查報(bào)告》建議，在未來10年中，在預(yù)算允許的條件下，實(shí)施1～3項(xiàng)“旗艦”任務(wù)（每項(xiàng)任務(wù)成本15億～25億美元），即“火星天體生物學(xué)探測-收集者”火星車、木衛(wèi)二軌道器和天王星軌道器任務(wù)；2項(xiàng)“新疆域”任務(wù)（每項(xiàng)任務(wù)成本10億美元）；多項(xiàng)“發(fā)現(xiàn)”任務(wù)（每項(xiàng)成本約5億美元）。在預(yù)算受限的情況下，可去掉一項(xiàng)“旗艦”任務(wù)，即木衛(wèi)二軌道器任務(wù)。

（未完待續(xù)）