转载自《90说科技》
美国重返月球困难重重，重返月球时间不断推迟，这也让很多网友开始质疑当年阿波罗载人登月的真实性。早在半个多世纪前，美国就已经实现了人类历史上的首次载人登月计划，现在科技发展了几十年，远比半个世纪前更加先进了，为什么美国现在重返月球却存在诸多困难？难道是美国技术退步了？还是说当年阿波罗载人登月计划真的是在摄影棚拍的？
就在美国重返月球面临诸多困难之时，我们国家的探月项目却稳步推进。在2020年，我们发射的嫦娥五号探测器顺利登陆月球，还从月球表面取回了珍贵的月球样本，那是我们第一次去月球取样返回地球，也是时隔40多年后人类再次去月球取样返回地球。
现在，我们的嫦娥六号探测器也已经在蓄势待发，预计在今年上半年发射升空，计划登陆月球背面，然后在月球背面采集样本并带回地球。如果嫦娥六号任务顺利实施，那嫦娥六号将会是世界上第一个成功抵达月球背面并带回样本的探测器，我们也会成为世界上第一个实现月背取样回地球的国家。
除了探测器登陆月球、月球采样返回地球外，我们也在积极推进载人登月计划，我们此前已经官宣要在2030年之前实现中国人首次载人登月。考虑到我们的火箭、飞船、月面着陆器等相关产品的研制工作很顺利，再加上美国重返月球的时间一推再推，很多人都认为我们可能会抢先一步，在美国重返月球之前就实现载人登月。
NASA火星样本返回计划受阻
其实，不仅在探月方面存在诸多困难，在探索火星的某些方面，美国可能也会被我们超越了。
目前NASA的毅力号火星车正在火星表面展开探索，与之前的那些火星车相比，毅力号火星车的功能更多，需要完成的任务也相对多一些，其中一个任务就是要在火星表面采集样本，并将这些样本装到特制试管里，等到后续的探测器去火星把这些装着样本的试管带回地球。
在本周一，NASA 局长比尔・纳尔逊 （Bill Nelson）表示，根据评估结论，NASA去将毅力号火星车采集到的首批样本带回地球的计划可能需要耗资110亿美元（接近800亿人民币），不仅成本高，这些样本返回地球的时间可能很晚，最早要到2040年才能实现。
目前NASA的预算还不到70亿美元，而且是希望在2030年代就带回这些样本，现在的评估结果显示，最早在2040年才能带回这些样本，这显然是美国没法接受的，太慢了。
也就是说，现在最新的进展显示，美国去火星取样返回地球的时间可能要比之前计划的要晚差不多10年时间。最重要的是，我们国家也在积极推进火星取样任务，如果我们顺利实施火星取样任务，那我们在这方面可能要领先美国9年时间，NASA估计要崩溃了。
天问三号
不可否认，在探索火星方面，美国处于世界领先，他们探索火星的时间不仅比我们早得多，探索火星的技术也比我们的先进一些，但是在探索火星方面我们也已经奋起直追了。
此前，我们的天问一号探测器一次就完成了环绕火星、着陆火星、巡视火星三大步，这是连美国都没有实现过的壮举，难度之大超乎想象。我们在第一次探索火星任务中，就一次完成了这3大步，这也说明了我们在登陆外星球方面的技术其实也已经很先进、很可靠了。
在天问一号任务的基础上，我们现在也正在推进后续的星际探测计划，其中包括小行星探测取样、火星取样、木星探等。
按照计划，天问二号探测器预计在2025年就会发射，目标是去小行星那里取样返回地球。天问三号探测器预计在2028年发射升空，前往火星后登陆到火星表面，从火星表面采集样本，预计在2031年带回地球。天问四号探测器则计划在2030年发射升空，去探索木星。
从这些时间节点来看，如果我们的天问三号探测器顺利在2028年发射升空，并且在2031年就把火星的样本带回地球，那我们可能会成为世界上第一个实现火星取样返回的国家，而且是领先美国9年时间。
火星取样困难重重
不过，从技术层面来看，去火星取样返回地球的难度远比去月球取样返回地球大得多，会面临诸多困难。
一方面是距离问题。月球与地球的平均距离仅为38万公里而已，相比之下火星就远很多，火星与地球最近距离达到5500万公里，最远距离更是达到4亿公里。距离越远不仅意味着往返所需的时间更长，通讯也是巨大的挑战。
地球与月球的距离相对较近，在月球运行的探测器与地面的通讯延迟不会很长，差不多相当于可以实现接近实时掌握探测器的实际情况，但是火星的情况就不同了，从地球出发的信号需要很长时间才能抵达火星，这意味着我们没法实时掌握火星探测器的飞行情况、运行情况，很多时候都需要通过探测器自主完成。
由于火星依旧存在一个稀薄的大气层，所以探测器在登陆火星过程中会面临空气阻力，着陆火星的过程比登陆月球复杂多。以毅力号火星车登陆火星为例，从探测器进入火星大气层，到最后登陆火星表面，整个过程大致持续7-8分钟而已。
在这短短几分钟内，探测器需要精准完成超过1000个动作，任何一个动作出现失误都可能会导致登陆火星失败。在历史上就有很多探测器在登陆火星过程中出现了问题，所以登陆火星的过程被很多人称为“黑色七分钟”、“死亡七分钟”。
另一方面是从火星返回地球的难度也大得多。月球的引力比较小，没有空气阻力，探测器稍微加大推力就能从月球表面起飞，然后加速返回地球。火星的情况就复杂多了。
火星的引力比月球大得多，而且火星依旧存在稀薄的空气，意味着存在一定的空气阻力，探测器从火星表面起飞需要有更大的推力才行。
最重要的一点，那就是前往火星、从火星返回地球的时间窗口限制很严格，并不是随时都可以去火星或者从火星返回地球。地球和火星都环绕太阳运行，有时候火星与地球的距离比较近，有时候比较远，需要在合适的发射窗口出发，才能抵达火星。
以探测器从地球出发到火星为例，每隔26个月左右才会出现一个发射窗口，也就是说，如果错过了当前的发射窗口，就要等26个月了。同样的，在火星返回地球时也会面临类似的问题，如果来不及从火星起飞返回地球，探测器可能需要等待下个发射窗口。而火星的环境很恶劣，探测器可能没法在恶劣的火星环境存活那么久。
除此之外，还有很多其他技术需要突破，包括在火星轨道交会对接、样本转交等。人类之前未曾完成过火星取样返回的任务，所以对于世界各国来说，这一个任务其实是极具挑战性的。不过，相信我们的科研人员有能力、有信心解决这一系列问题，在2031年带回火星样本。
