日本明年将发射探测器到火卫一“采样返回”，能行吗，难度在哪里

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）正式宣布将在2026年进行一项火卫一探测任务，这将是人类首次开展从火星卫星采样并返回的任务。虽然JAXA雄心勃勃，但是实际情况并不乐观，很可能遭遇失败。

原因有四：

一是任务难度高：

探测火卫一，核心难度在于其特殊的环境条件，这颗形似土豆的卫星直径仅26公里，表面引力只有地球的千分之一，25公斤重的漫游车若以自由落体方式着陆，可能因碰撞导致设备损坏。

探测器需在2.5小时内完成着陆、采样（目标超过10克）和起飞，期间必须精准控制姿态，避免陷入疏松的表面尘埃或撞上遍布的岩石。

也正因为这个原因，大部分国家选择直接探索火星，而不是火星的卫星。

二是存在技术冒进：

在经历小行星探测取样成功、探月不利，以及陆续的火箭发射爆炸之后，JAXA急需一场胜利来挽回声誉，这个原定于2024年的探索火卫一的计划又被抬上了桌面。

日本探索火星卫星的计划分是在2026年窗口期发射火星卫星探测MMX探测器，在2027年飞抵火星后，对火星的卫星展开探测，并在2029年向火卫一“福波斯”着陆，然后采样返回，为各大科研机构带回火星卫星的珍贵样本，从而解答两大领域的问题：火卫一起源和火星地质历史。

但是，探索火卫一，比探索小行星难度大多了。一方面日本缺少稳定的中型运载火箭，另一方面日本还没有大型航天器返回的技术经验。

更为重要的是，这项任务原定于2024年实施最终推迟了，主要原因是2023年3月H3火箭首飞失败，虽然该火箭于2024年2月的第二次飞行任务成，但是其稳定性还有待进一步验证。

没有靠谱的火箭，JAXA其实不一定能如期进行探测。但是即便火箭没有问题，探测、着陆、采样、返回等流程其实都还有很大的技术风险。

三、历史教训很惨重：

俄罗斯曾于1988年、2011年先后发射过三个探测器（1988年苏联福波斯一号和福波斯二号任务与2011年俄罗斯福布斯-土壤FGSC任务）前往火卫一、火卫二，但无一成功。

究其原因，其实就是，俄罗斯缺少超远距离高精度测控技术，数十吨的探测器，需要在数亿公里外完成轨道精确控制、自主障碍规避和复杂机械操作，任何微小失误都可能导致任务全盘崩溃。

2011年，俄罗斯的福布斯-土壤就重演了技术冒进的失败，在苏联解体后航天工业人才流失、预算缩减的背景下，俄方试图一步实现“火星轨道进入+火卫一着陆+采样返回”的高难度目标，其13.5吨的发射质量至今仍是火星探测器之最。

任务失败的直接原因是探测器与火箭分离后，主发动机未能按计划点火进入地火转移轨道。事后调查显示，宇宙辐射导致机载计算机双频道同时重启，而更致命的隐患在于使用了不合格的90纳米进口芯片（原设计为200纳米级），其抗辐射能力不足。

这次失败让搭车的中国萤火一号成为牺牲品。这个重115公斤的微型探测器本应绕火星运行，探测空间环境，却因俄方探测器未能脱离近地轨道，最终于2012年1月坠落在南太平洋。

虽然日本探索小行星的隼鸟探测器吸收了国际航天的先进经验获得了成功，但是复盘俄罗斯（包含苏联时期）的三次失败，我们不难发现三次任务失败存在惊人共性：

1、任务复杂度超负荷：苏联/俄罗斯在火星探测从未完全成功的情况下，坚持将“采样返回”作为核心目标，远超其技术储备例如福布斯-土壤需在火卫一表面完成机械臂采样、样本封装和火箭起飞等20余个复杂步骤，任何环节失效都将导致任务失败。

2、关键系统冗余不足：三台探测器均未设计独立的故障恢复系统。福波斯一号缺乏指令验证机制，福布斯-土壤的发动机点火依赖单一计算机指令，这种“单点失效”设计在深空环境中形同赌博。

3、工业基础衰退：苏联解体后俄罗斯航天工业陷入“芯片荒”，福布斯-土壤被迫使用民用级90纳米芯片替代抗辐射军用芯片，其抗宇宙射线能力下降60%以上。这种“降配”行为直接导致计算机系统在辐射环境下瘫痪。

这次，日本JAXA的MMX任务特意将采样流程简化为“触地即走”，美国则在“毅力号”火星车设计中采用三重冗余计算机和抗辐射加固芯片。但是当人类再次将目光投向火卫一时，那些坠入太平洋的探测器残骸，早已成为深空探测史上最昂贵的“警示牌”。

四、国际合作还缺少深度。

这次火卫一探索计划背后，美国、德国、法国的技术合作贯穿其中，NASA提供了中子与伽马射线光谱仪（MEGANE）和采样设备（P-Sampler），作为交换将获得15%的研究样本；德国与法国联合研制了微波炉大小的漫游车，用于表面移动探测。

表面上看，这种方式分担了技术风险，减少了各国的费用支出，但是缺少深度合作，仅凭日本在小天体探测领域的技术积累，以及在月球探测方面的失败经验，想要一次性完成“探测、着陆、采样、返回”其实充满了挑战。

当然，虽然很难，但不是意味着一点机会没有，对于人类来说，进行深空探索计划本身就很有意义。

日本另辟蹊径，采用“小而精”的方式进行太空探索，转而先探索火卫一。其实还是值得肯定的。不用太大的系统工程，只需要一定的经费，在小众领域创新，确实走出了属于自己特色的路子。

只不过，想要将火卫一当作人类登陆火星前的中转站，日本及它的合作机构，还缺少历练。