这枚微型火箭可能是 NASA 从火星发射的第一艘飞船

毅力号火星车已经探测火星一年了，它勘察了这颗星球并收集了一些碎片，这些碎片可能揭示火星上是否存在生命。虽然火星车以前也探测过火星，但毅力号收集的碎片将是带回地球的首批另一颗星球的样本。如果一切顺利，火星碎片将于 2033 年返回地球。

将探测器送上火星是一回事，但将样品带回地球则是一项全新的挑战。返回任务需要多个复杂部件的协同工作，才能将珍贵的货物运回地球。

本月早些时候，美国宇航局宣布国防承包商洛克希德马丁公司将建造火星上升飞行器（MAV），该火箭有朝一日将从火星表面发射，带着该星球的泥土、岩石和大气样本开始返回旅程。

什么是 MAV？

MAV 是一种小型火箭，设计用于从火星表面发射到火星轨道。NASA MAV 首席工程师 Philip Franklin 解释说，从某些方面来说，它与其他火箭没什么不同。与其他从地球发射的火箭一样，MAV 也使用固体推进剂。

美国宇航局已经做出了大部分主要的设计决定，比如航天器的尺寸和形状，以及它将如何供电。你可以把美国宇航局想象成 MAV 项目的建筑师。洛克希德马丁公司深空探索业务开发主管戴夫·默罗说，蓝图基本已经完成。现在，洛克希德马丁公司将根据美国宇航局的计划建造火箭，根据需要改进设计，以确保一切按计划进行，默罗说。他的团队将制定细节，比如转向喷嘴能够移动多少才能有效地操纵火箭，他说。

当然，火箭必须先到达火星才能从那里起飞。NASA 将在一个更大的航天器内发射 MAV，该航天器将于 2028 年左右从地球起飞。由于要将其运送到火星，该团队特别注意保持飞行器小巧轻便。“质量是王道，”富兰克林说。MAV 将有点小巧。它的高度约为 10 英尺，重量将略低于半吨——因此它将比篮球架短，重量与一架三角钢琴差不多，NASA 的 MAV 项目经理安吉·杰克曼说。

火箭顶部将有一个用于放置样品的舱室，以及两个用于将其送入轨道的发动机。与洛克希德·马丁公司的合同总额可能高达 1.94 亿美元。

火箭如何前往火星并返回？

MAV 将搭载于一艘更大的航天器从地球发射，并由美国宇航局的样本检索着陆器运送到火星表面。

着陆器导航至杰泽罗陨石坑内或附近的某个位置后，着陆器和火箭将一直留在火星上，直到带回样品为止。Murrow 表示，MAV 将被安置在一个保护壳内，工程师们有时将其称为“冰屋”。冰屋有助于在恶劣的火星条件下保持设备温暖——尽管任务时间安排在相对温暖的火星春季，但温度可能会降至 -90 华氏度以下。

毅力号火星车已经开始收集火星泥土样本（称为风化层）以及大气样本。到目前为止，它已经收集了七个样本，但到任务完成时，应该会有大约 30 个样本返回地球，每个样本都装在一个长约 8 英寸、宽约 0.5 英寸的试管状容器中。收集完所有样本后，取回车将拾起它们并将它们带到 MAV 着陆器上的位置。然后，机械臂将样本装入 MAV 顶部一个篮球大小的特殊隔间中。

火箭在火星停留期间将保持水平，平放在着陆器上。为了将火箭送入空中，着陆器将把它举起——基本上就是把它抛向空中。由于前部抛得比后部更猛烈，火箭应该以一定角度指向火星的天空。然后，在半空中，固体推进剂将点燃，火箭将升空。这个过程听起来很混乱，但部署机制的所有力学原理都经过精心校准，以适应火星重力——如今许多导弹发射都使用类似的过程，Murrow 补充道。

两级火箭随后将把货物送入火星轨道。第二级将采用所谓的自旋稳定技术，使火箭在飞行过程中保持直线——其物理原理类似于用螺旋线投掷足球以保持其直线。最终，火箭的两级将在飞行过程中逐渐脱落，直到只剩下样品舱及其保护壳漂浮在轨道上。然后，欧洲航天局的飞船将把这一小部分捡起并带回地球。（观看下面有关该过程的动画。）