美华头条综合报道 中国正在推进天问三号火星取样返回任务，计划于2028年前后发射，并在2031年前后将不少于500克火星岩石和土壤样品送回地球。9月3日至4日，2026年国际深空探测会议在安徽合肥举行，天问三号任务首席科学家侯增谦在会议期间介绍了任务最新进展。与此同时，美国此前规划多年的Mars Sample Return火星样本返回项目已经进入收尾阶段，新的完整替代方案尚未确定。随着两国项目进度发生变化，中国目前拥有更明确的火星样本返回时间表。

按照现有方案，天问三号计划使用两枚长征五号运载火箭从海南文昌航天发射场实施发射。相关航天器抵达火星后，将完成着陆、表面采样和地下钻探，随后把样品装入上升器，从火星表面再次发射升空，在火星轨道与返回系统进行交会和样品转移，最终返回地球。任务计划采集不少于500克火星物质，研究重点包括火星早期是否存在适宜生命生存的环境、火星水活动历史、地质演化过程以及可能保存的生命相关化学痕迹。部分钻探目标将深入火星地下，以获得受宇宙辐射和表面氧化作用影响较小的样品。

火星样品返回长期被视为行星科学的重要目标，因为探测器能够携带到火星表面的仪器受到重量、体积和能源限制，而把样品送回地球后，可以使用大型质谱仪、显微设备和同位素分析系统进行更精细的研究。科学家还可以长期保存样品，在未来出现新的分析技术后重新检测。此前人类已经完成月球、小行星和彗星物质取样返回，但尚未有任何国家从火星表面取得样品并送回地球。火星任务还增加了一项关键工程难度：航天器需要在火星着陆后再次从另一颗行星表面起飞，并完成轨道交会和跨行星返回。

在中国确定2031年前后返回目标之前，美国长期处于火星样本返回计划的前列。NASA“毅力号”火星车2021年登陆杰泽罗陨石坑后，已经采集并封存多份不同地质类型的火星岩石和土壤样品。NASA与欧洲航天局原计划通过Mars Sample Return项目派遣后续航天器前往火星，取回这些样品，再利用火星上升器把样品送入轨道，最后由欧洲负责的返回轨道器将其带回地球。由于“毅力号”已经完成部分样品采集，这套方案曾被认为最有希望率先实现火星样本返回。

但美国项目随后受到成本上升、系统复杂和时间表延后的影响。NASA此前评估，原有方案的总成本可能达到80亿至110亿美元，按照一度采用的任务架构，样品返回时间可能延后至2040年前后。NASA随后研究降低成本的新方案，希望减少航天器数量并缩短任务周期，但2026财年预算最终终止了原有Mars Sample Return项目。美国政府问责局今年公布的项目评估显示，NASA已经启动相关收尾工作并减少项目人员配置，部分已经开发的火星着陆、样品转移和上升技术将继续保留，为未来火星任务提供基础。

美国目前仍拥有“毅力号”已经采集的火星样品，也没有放弃未来把这些样品带回地球的科学需求，但新的完整任务架构、预算和实施时间尚未确定。相比之下，中国天问三号正在按照一套完整的取样返回体系推进，将着陆、采样、火星起飞、轨道交会和地球返回纳入同一任务周期。由此形成的局面是，美国已经完成了部分火星样品采集，中国则试图率先完成整个返回过程。

天问三号距离真正返回样品仍有多个关键工程节点。探测器首先需要按计划进入2028年前后的火星发射窗口，之后完成火星精确着陆、自动钻探和取样；装有样品的上升器还需要从火星表面成功起飞，并在轨道完成高精度交会。火星与地球之间适合执行星际转移任务的窗口受到两颗行星运行位置限制，关键节点一旦出现明显延误，后续返回日期也可能随之调整，因此2031年前后仍属于目前的任务目标时间。

如果天问三号按照现有时间表完成任务，中国将首次把火星表面的岩石和土壤送回地球，并可能先于美国完成全球首次火星表面样本返回。美国在火星巡视、样品筛选和地质研究方面仍拥有长期积累，“毅力号”已经封存的样品也为未来任务保留了重要科学资产，但在新的返回方案确定之前，中国天问三号已经成为全球火星取样返回进程中时间表最明确的任务之一。