“样本取回着陆器”由火星进入舱、火星样本运输车、着陆器、上升器组成 ， 原计划2026年发射 。 进入舱与着陆器负责着陆火星 ， 火星样本运输车负责收集运输毅力号采集的样本容器 ， 并将其运输至上升器 ， 上升器负责携带样本容器自火星表面发射起飞至火星轨道 ， 而后由地球返回轨道器捕获样本容器 。
样本取回着陆器登陆火星构型（早期设计）
“地球返回轨道器”由欧空局牵头研制 ， 配置有返回器与轨道器 ， 该探测器负责在火星轨道捕获样本容器 ， 其中轨道器负责地火转移与火地转移 ， 返回器可经受第二宇宙速度再入地球大气的热流烧蚀 ， 其主要职责是将火星样本带回地球 。
地球返回轨道器效果图
值得一提的是 ， 该返回器并没有配置降落伞 ， 主要依靠气动减速 ， 最终着陆缓冲靠的是“硬抗”（着陆在沙漠地区） ， 只要样本容器不摔坏就能达成任务设定目标 。
如果一切顺利 ， NASA与欧空局将有望于2031年获得火星样本 ， 这一时间点也是我们瞄准的获取火星样本的时间 ， 而最新的动态表明前者已经失守2031年时间节点 。
NASA主管科学的负责人泽布琛近日披露 ， NASA和欧空局已同意修改“火星样本回送计划”的进度与设计方案 。
具体修改如下：
欧空局牵头研制的“地球返回轨道器”发射计划推迟两年 ， 至2027年发射；
NASA牵头研制的“样本取回着陆器”发射计划推迟两年 ， 至2028年发射 ， 同时该航天器进行拆分 ， 由一次发射改为两次发射 ， 就是将上升器与样本运输车分开发射 。
推迟发射的原因是多方面的 ， 主要原因是研制进度跟不上 ， 同时欧空局富兰克林号火星车任务的屡屡推后也进一步干扰了火星采样返回任务的实施 。
欧空局富兰克林号火星车的推迟也在影响着火星样本回送任务
改动最大的莫过于“样本取回着陆器”一分为二 ， 此举主要是技术原因 。 原计划一次发射方案中进入舱需要同时装载“着陆上升组合体”还有一辆由欧空局研制的“样本运输车” ， 这样一来进入舱规模就需要在毅力号任务使用的进入舱基础上进一步放大 ， 估测进入舱大底直径将达到5.4米 ， 比毅力号火星车使用的4.5米直径进入舱规模更大 ， 这就要求有更大包络的运载火箭整流罩 。
毅力号任务进入舱最大直径约4.5米
火箭问题的难度倒是可以克服 ， 最难的还是
这种不可预知的风险在欧空局ExoMars2022火星探测项目中体现得淋漓尽致 ， 该探测器由于着陆规模超重 ， 加上反推发动机推力有限 ， 因此不得不在伞系减速阶段使用两套主伞方案 ， 两年前该探测器就曾因降落伞缺陷不得不推迟发射 ， 即便后来缺陷问题得以解决 ， 但事实上也增大了任务失败的风险 。
承载富兰克林号火星车的进入舱伞系减速配置
样本取回着陆器经过拆分之后 ， 将使用两枚火箭分别发射“着上组合体”与“样本运输车” ， 这样一来二者可使用经过好奇号与毅力号验证的火星着陆技术 。
着陆器与上升器组合体效果图
样本运输车着陆火星效果图
样本运输车收集样本容器效果图
长期以来 ， 有一部分人看到NASA一些新鲜玩意的时候总是发出一些诸如“外星科技”之类的奇怪感叹 ， 殊不知人家实际上是通过不断地打怪通关发展出来的 ， 那些指望靠所谓的创新一口吃成大胖子的想法与客观世界往往相去甚远 。
NASA半个世纪前发射的水手三号火星飞越探测器
在继承中发展 ， 在继承中创新才是必由之路 ， 而事实上NASA历来就是如此 ， 大洋彼岸当前火星表面着陆能力是1吨级 ， 他们为了具备这一能力足足探索了近半个世纪 ， 这其中包括火星环绕、火星着陆、火星表面巡视等一系列任务的历练 。 由此更能体现天问一号一步实现绕落巡火星的难能可贵 。
经过新一轮的任务设计修改之后 ， NASA与欧空局联合实施的“火星样本回送”任务从发射着上组合体以及火星样本运输车为时间起点计算 ， 整个过程将耗时约5年时间 ， 之所以耗时这么长是因为其轨道器配置的轨控发动机是离子推力器 ， 此类电推进系统通常有着大比冲优势 ， 所需工质少 ， 可以大幅度压缩探测器的整体规模 ， 但耗时更长的缺点也是显而易见 。
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