目标：把火星带到地球！火星样本返回计划让科学家热血沸腾
众所周知，阿波罗任务的伟大成就之一就是带回了数百公斤的月球岩石。而在地球上，地质学家们从地球上的几个不同地点采集到了月球样本，但是阿波罗带回来的样本价值相当于他们一生发现的总和，由此可知，直接挖掘行星样本的价值将是无法估量的，它可以让我们更加快速地揭开某个星球的过去神秘线索。
而自从阿波罗11号宇航员在50多年前返回家园以来，这些岩石和尘埃一直在进行持续的分析，到现在为止科学家还通过这些岩石他持续不断地发现新的线索！除了月球外，科学家们还获得了太阳风的样本，彗星尾巴上的粒子，小行星上的几克样本，不久还会有更多。但有一个世界，是多年来科学研究的焦点，但却从未传回过一个样本，它就是火星。
几十年来，美国宇航局和欧洲航天局一直在计划从火星带回一个样本，而现在令人振奋地消息已经传来，火星样本返回计划即将执行，任务可能在未来几年内完成，最终将这颗红色星球的一大块带回地球，供我们直接研究！
样本返回任务的历史
据悉，太空探索是分阶段进行的。首先，必须从侦察飞越开始，然后一艘宇宙飞船沿着快速的轨道飞过一个世界，提供了一组初始的图像和数据。然后你带着一个轨道飞行器回来，一个可以在原地停留数年的航天器，可以详细地研究一个世界的表面。比如卡西尼号飞船，它环绕土星294圈，拍了45万多张照片，极大地改变了我们对这颗环状行星的理解。
然后是着陆器和漫游者。当然，这方面最好的榜样是火星，有勇气，有机会，还有好奇号，它们一起捕捉了成千上万的图像，发现了火星上曾经有水存在的证据。
然后是样本返回任务，但是除了阿波罗任务，苏联的月球任务是第一艘将太空样本带回地球的宇宙飞船。1970年，“月神16号”带回了101克月球风化层，随后是“月神20号”和“月神24号”。虽然他们带来了阿波罗任务返回物质的一小部分，但这些物质来自月球上的不同地点。
下一个返回样本家园的航天器是美国宇航局的创世纪号任务。它于2001年发射，目的是收集太阳太阳风的样本，并将它们带回地球。
它在2004年4月1日开放了它的样本收集器，然后在同年9月返回地球。不幸的是，它的降落伞没有打开，飞船重重地撞进了犹他州的沙漠。尽管进行了“硬”着陆，科学家们还是能够找到有用的样本，这帮助他们发现地球可能是由不同于太阳的太阳星云物质形成的。
2004年1月，美国宇航局的“星尘号”任务飞越怀尔德2号彗星的尾部，两年后将收集舱送回地球。对这些粒子的分析表明，科学家们发现，彗星在其历史早期就含有从太阳中喷射出来的粒子，其形成方式可能与天文学家的预测不同。
那么，返回火星本身的样本任务呢？
事实上，我们已经对火星的地质和大气有了相当多的了解，因为在地球上发现了火星的大块。数百万年前，一颗巨大的小行星撞击火星，把它们撞出了火星，它们漂浮在太空中，最终撞上了地球，并在一次穿越大气层的旅行中令人难以置信地幸存了下来。
好奇号拍摄的是火星上的夏普山，这是一个古老的陨石坑，通过它的沉积层揭示了火星的历史。来源:美国航天局/喷气推进实验室
科学家们有随机的火星碎片，但现在他们想要一个他们选择的样本。这意味着必须直接发送一个样本返回任务。实际上，早在海盗号宇宙飞船发射之前，美国宇航局就从20世纪70年代初就开始计划火星样本返回任务。返回任务的目标将包括寻找生命，不仅是今天的生命，而且是过去的生命，甚至是生命的化学前体。
火星样本能带来什么？
通过将火星的原始样本带回国内，科学家们可以对火星的表层进行各种各样的实验，将其暴露在水、更厚的大气和营养物质中，看看是否有任何活跃的细菌。这个实验是在维京号上进行的，但结果并不确定，行星生物学家仍在争论不休。他们可以在强大的显微镜下分析样本，寻找任何微观化石，或任何其他生命迹象。
美国国家航空航天局的科学家们已经确定，火星上的原始海洋比地球的北冰洋拥有更多的水，而这颗红色星球已经向太空流失了87%的水。此外，科学家可以了解火星表面的历史，以及数百万年来它是如何受到水的影响的。样本可以从一些最有趣的地方返回，比如湖泊沉积物、热液喷口周围的沉积物和古老河流的三角洲。
他们可以从近期和古代的陨石撞击、火山爆发以及长期暴露在风中的地区带回样本。他们还可以研究火星数十亿年的长期历史，试图理解是什么时候发生了巨大的行星变化，使火星变得如此寒冷和干燥。小行星撞击是什么时候发生的？他们甚至可以对火星表面的陨石碎片进行采样，同时对其他星球进行采样。
这些样本最好能在人类踏上火星表面之前送回地球。我们已经知道火星表层含有有毒化学物质，但是大气中的尘埃呢？宇航员呼吸它会有风险吗？那么深于地表以下的物质呢？通过研究这种材料，科学家们也能了解宇航员在陆地上生活地差异。
火星样本返回任务计划
最早的火星样本回收计划之一是火星调查样本收集计划(简称SCIM)。这将是一个相对便宜的侦察级任务，它将飞越火星的大气层，低至40公里的高度，收集灰尘和大气气体。然后它会把样本送回地球。通过研究这些样本，科学家可以将大气样本与火星岩石中发现的气体进行比对，以确定这些气体来自火星。他们将能够近距离研究火星尘埃，你知道，这些尘埃可以形成行星范围的风暴，能够结束漫游者的任务，并可能对未来的宇航员构成风险。
该计划是在2001年提出的，任务是在2007年飞行，到2010年返回样本，但从未成功。但在2009年，NASA和欧洲航天局(European Space Agency)开始认真制定将火星碎片带回家的计划，正式宣布他们在一项任务上的合作。为了预测未来的样品返回任务，美国宇航局和欧洲航天局都建造了他们即将发射的漫游者，作为将材料送回地球的第一步。
美国宇航局的“火星2020”探测器在火星表面爬行时，将收集重要的样本，并在爬行过程中把它们扔到火星表面。同样将于2020年发射的欧洲航天局的罗莎琳德·富兰克林号火星车，将从火星表面收集和储存样本，放在钢笔大小的罐子里，随时可以取走。
一个样本返回任务将包括三个部分
首先，欧洲航天局将建造一个快速移动的探测器来收集样本进行研究。然后NASA的上升飞行器将样本转移到火星轨道。最后，欧空局的一项轨道任务将回收样本并带回地球。
欧洲航天局的取样漫游者将是一种相对较轻的车辆，重量不超过120公斤。它需要能够以每天200米的速度行驶20-30公里，自动绕过沿途的危险。在此期间，它将收集到2020年火星或罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)之前留在火星表面的几十个样本，从中挑选出30个左右最具科学意义的样本送回家。
在收集了几个月的样本后，Fetch探测器将抵达火星样本回收着陆器。这是一艘与美国宇航局的“好奇号”和“火星2020”探测器有很多相似之处的航天器。它将使用一个热壳，然后进入火星大气层的时候使用降落伞，最终降低上升火箭到火星表面。它将在火星上停留150天，等待探测器采集样本。
当样本被装载上太空后，登月舱将发射混合动力或固体火箭发动机，将样本送入350公里高空轨道。然后，它将被欧洲航天局的地球返回轨道飞行器拦截，在距离地球数百万公里的地方实现完全自主的会合。然后，它将使用太阳能-电力离子发动机进行返回地球的长途旅行。然后，在21世纪30年代的某个时候，科学家们将从火星表面获得大约500克的物质。
所以现在，长达近50年的计划，一个严肃的火星样本返回任务正在进行中！敬请期待！火星，我们来了！