摘要：CNSA 的声明中写道：“这一机会向全球社会开放。欢迎国际合作伙伴在系统或有效载荷层面与 TW-3 任务合作。”此次通话在任务调度和国内有效载荷方面为该任务提供了新的见解。

中国国家航天局3月11日发布机遇公告，正式向国际合作开放天问三号火星探测任务。

天问三号旨在收集火星样本，并首次将其送回地球。其主要科学目标是检测潜在的生物特征并回答一个基本问题：火星上是否曾存在过生命？

CNSA 的声明中写道：“这一机会向全球社会开放。欢迎国际合作伙伴在系统或有效载荷层面与 TW-3 任务合作。”此次通话在任务调度和国内有效载荷方面为该任务提供了新的见解。

团队可以提出需要天问三号航天器或独立科学仪器支持的搭载有效载荷。中国国家航天局已为该任务的地球返回轨道器 (ERO) 航天器上的国际合作项目提供了高达 15 公斤的载荷，并为火星轨道器 (MO) 提供了另外 5 公斤的载荷。

提案必须与任务的总体科学目标保持一致，或提供补充或延伸价值，并在科学和工程方面具有强大的创新能力。

意向书须于 2025 年 6 月 30 日前提交给 CNSA。入围团队随后将被邀请提交完整提案，最终评选定于 10 月进行。选定有效载荷的飞行模型需于 2027 年交付。

在呼吁合作之际，NASA 自己的火星样本返回计划正面临延误、成本超支和预算不确定性，这引发了人们对国际火星样本返回努力的未来的质疑，以及该机构科学和其他项目可能遭到更大范围削减的可能性。

天问三号任务将由两次从地球发射的发射组成。两次长征五号火箭发射将分别搭载着陆器和上升飞行器以及火星轨道器和地球返回轨道器。

发射计划在每 26 个月一次的最佳火星发射窗口进行，该窗口将持续数周，从 2028 年末到 2029 年初。样本将于 2030 年或 2031 年左右送达地球。

火星进入、下降和着陆将以天问一号探测器着陆技术为基础。中国已经进行了两次月球采样返回任务，即嫦娥五号和嫦娥六号，并将于今年5月左右发射天问二号近地小行星采样返回任务。

着陆器旨在借助上升器收集和发射样本。火星轨道器将支持通信和科学研究，地球返回轨道器的任务是在火星轨道上与上升器会合并将样本返回地球。

任务目标是调查火星上可能存在的生命痕迹，研究火星地质、行星内部结构、大气环流和逃逸过程，并有助于了解行星的宜居性。

中国国家航天局的公告显示，该航天器将携带科学有效载荷来协助实现这些目标。

着陆器将携带火星地下穿透雷达（MSPR）来探测红色星球的地下层，以及火星拉曼和荧光分析仪（RaFAM）来探测有机物质和矿物质，这是天体生物学的关键，其功能类似于美国宇航局毅力号火星车的 SHERLOC 有效载荷。

火星轨道器将携带沉淀高能中性原子和极光探测器（PENAAA）有效载荷，用于研究大气逃逸过程，以及火星轨道器矢量磁力仪（MOVMag），用于测量火星磁环境。

ERO 将携带中红外高光谱成像仪 (MIHI) 来绘制火星表面成分图，并携带火星多光谱相机 (MMC) 来捕捉高分辨率图像。

据早先的报道，此次任务还可能包括一架直升机和一个六足爬行机器人，用于在着陆点以外收集样本，尽管中国国家航天局尚未确认这些技术是最终任务架构的一部分。

研究人员已确定了天问三号的三个预选着陆区，分别是亚马逊平原、乌托邦平原（祝融天问一号探测器的着陆区域）和克里斯平原。

根据《2024 年国家科学评论》的论文，任务科学小组提出了 86 个潜在的着陆点，重点关注那些最大程度保存生物特征的地区，例如拥有古老三角洲、湖泊和与水有关的地貌的地点，同时满足工程限制。

着陆点限制包括高度至少低于全球平均水平 3 公里，以确保减速时大气密度更大。合适的纬度范围为北纬 17° 至 30°，以平衡科学兴趣与太阳照射、地表和大气条件等工程安全因素。

采样可能包括表面采样和钻探。前者将重点关注细粒沉积岩和粘土矿物，这些岩石和矿物更有可能含有保存的有机物，而后者则旨在到达更深的地层，避免火星表面环境的氧化作用。

此次任务主要关注天体生物学，还将包括污染控制和行星保护措施。

天问三号可能标志着中国在科学和航天领域的领导地位取得重大突破。如果成功，天问三号将确立中国在行星探索领域的领先地位。返回的样本可能是解答最深奥的科学问题之一的关键——火星上是否曾存在过生命。

来源：畅谈宇宙