NASA：第一支火星火箭將從半空發射

不僅登陸火星，還要把火星當成另一個地球從那起飛！美國國家航空暨太空總署（NASA）表示，到時候將使用的火箭發射技術很奇特——不能像在地面一樣點火發射，而是把火箭拋到空中，再從半空中點火發射。

美商洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）的航太部門拿下合約，將為NASA建造火箭，預計於2030年將首批火星岩石樣本送回地球。

NASA正在和歐洲太空總署（ESA）共同規劃這項任務。大致是，將再派去一輛漫遊車和登陸器蒐集近幾年毅力號（Perseverance）探測車在火星各地採集的樣品，然後用一支火箭把樣品發射到火星空中的軌道，轉交給在那裡接應的太空船，再由太空船把樣品送回地球。

NASA說：這艘「小型輕型火箭」將會是第一個從另一個行星起飛，帶回「火星地表的岩石、沉積物和大氣樣本」的火箭。

NASA與老牌軍工廠商洛克希德·馬丁（Lockheed Martin）簽訂了一份價值大約是1.94億美元（約新臺幣55億元）、製造一輛火星升空載具（Mars Ascent Vehicle，縮寫MAV）的合約。這項合約終於讓其中不少細節逐漸浮現。

「火星升空載具」就是將來把樣品發射到火星軌道的運載火箭，大約3公尺長，將是人類製造的第一支從外星球發射的火箭。

這套方案將用到的設備包括一輛新的獲取樣品漫遊車（Sample Fetch Rover）、一個固定在原處的樣品蒐集登陸器（Sample Retrieval Lander），和一輛火星升空載具。

項目計畫讓獲取樣品漫遊車開動到火星的各個地點，把現在毅力號這幾年內鑽鑿取得的樣品蒐集起來，集中放到樣品蒐集登陸器上。

前些年NASA發射去火星的登陸器的主要任務是進行科研工作，所以搭載了大量的科研儀器。而樣品蒐集登陸器將不需要攜帶任何儀器，它只需能夠在火星上起到保護火星升空載具的作用，並作為其起飛發射的平臺。

洛克希德·馬丁公司的業務發展經理戴夫·默羅（Dave Murrow）告訴《科學人》雜誌（Scientific American）：「到時候我們將找一個平坦的、沒有太多石頭的地點，作為樣品蒐集登陸器的登陸地點。」當然，這個地點也在毅力號目前的活動地點傑澤羅撞擊坑（Jezero Crater）內。

夏季登陸 避開沙塵暴

工程師認為，最佳的計畫是在火星的夏季登陸傑澤羅撞擊坑，以避免遇上沙塵暴。另外，漫遊車在火星上四處蒐集樣品也需要一些時間。而火星上的溫度一般只有攝氏零下60度。在這樣的環境下，登陸器要能夠給火箭引擎內的燃料適當加溫，防止燃料凝結。

NASA噴射推進實驗室（JPL）的首席工程師克里斯·查泰利埃（Chris Chatellier）說，最初他們考慮讓火箭從樣品蒐集登陸器上發射升空，只需要把各種技術調整能夠適應火星只有地球百分之一密度的大氣、和1/3的引力。

可是他們發現，由於沒辦法把登陸器牢固的固定在火星地面，在火星較低的引力環境下，發射的衝擊力很可能會把發射支架彈射到空中，甚至會撞上火箭。

於是想到了一個主意：把火箭拋到空中，再讓火箭點火發射。於是，他們設計了這套名為垂直彈射受控釋放系統（Vertically Ejected Controlled Tip-Off Release，縮寫為VECTOR）。

過去2年裡，NASA的工程師都在設計、製造和測試這套系統。NASA公布的影片展示了他們多次測試的結果。《科學人》的報導提到，這個系統將以每秒5公尺的速度將火箭拋向空中，只需大約一秒後，讓火箭引擎點火，從空中發射。

之後，這套系統還要幫助火箭調整方向，使其從原來水平的位置側傾45度，才能發射到距離火星地面400公里高空的軌道上。

屆時他們將安排毅力號探測車在不遠處用相機記錄整個發射過程，讓地球人觀賞這個激動人心的場景。

如果一切順利，ESA製造的飛船將從軌道上接住火星升空載具送來的樣品艙，把它送回地球。按照計畫，樣品最早在2030年初降落於美國猶他州（Utah）的沙漠。◇