NASA-ESA 화성 샘플 귀환 임무

섬네일|300px|화성 샘플 귀환 프로그램(삽화; 2022년 7월 27일)
섬네일|화성 샘플 귀환(영상; 2022년 11월 17일)
NASA-ESA 화성 샘플 귀환 임무는 43개의 작고 원통형의 연필 크기 티타늄 튜브에 화성 암석 및 토양 샘플을 수집하여 2033년경 지구로 귀환시키는 제안된 플래그십급 화성 샘플 귀환 임무 (MSR) 임무이다.

2022년 9월에 승인된 미국 항공 우주국–유럽 우주국 계획은 세 가지 임무를 사용하여 샘플을 회수하는 것이다. 샘플 수집 임무(퍼서비어런스), 샘플 회수 임무(샘플 회수 착륙선 + 화성 상승선 + 샘플 이송 팔 + 2개의 인제뉴어티급 헬리콥터), 그리고 귀환 임무(지구 귀환 궤도선)이다. 이 임무는 화성이 과거 생명체를 품었는지 여부에 대한 의문을 해결하기를 희망한다.

제안은 아직 설계 단계에 있지만, 퍼서비어런스 탐사차는 현재 화성에서 샘플을 수집하고 있으며, 샘플 회수 착륙선의 구성 요소는 지구에서 시험 단계에 있다.

비용과 복잡성에 대한 비판적인 프로젝트 검토 후 NASA는 2023년 11월 13일부로 프로젝트가 "일시 중지"되었다고 발표했다. 11월 22일, NASA는 자금 부족 가능성으로 인해 화성 샘플 귀환 임무를 축소했다고 보도되었다. 2024년 4월, NASA의 전화 회의 업데이트에서 미국 항공 우주국 청장은 샘플 회수에 대한 지속적인 약속을 강조했다. 그러나 110억 달러의 비용은 실행 불가능하다고 판단되었다. NASA는 샘플을 회수하기 위한 새롭고 재정적으로 더 실현 가능한 임무 프로필을 구성하기 위해 산업계와 제트추진연구소 (JPL)에 의뢰했다.  NASA가 MSR을 계속 추진할지는 불확실하다.

 역사 

 2001년~2004년 
2001년 여름, 제트추진연구소는 산업계 주도 팀 (보잉, 록히드 마틴, TRW)에 임무 개념 및 제안을 요청했다."Mars Sample Return – Studies for a Fresh Look," R. Mattingly, S. Matousek and R. Gershman, 2002 IEEE Aerospace Conference, 2–493. 과학적 요구 사항에는 최소 의 샘플, 착륙 지점에서 최소  떨어진 곳에서 샘플을 얻기 위한 로버 이동성, 그리고  깊이에서 하나의 샘플을 얻기 위한 드릴링이 포함되었다. 그 다음 겨울, JPL은 특정 대학의 항공우주공학 학과 (MIT 및 미시간 대학교)에 유사한 요청을 했다.

또한 2001년에는 MSR에 대한 MAV의 고유성과 핵심 역할 때문에 화성 상승선(MAV)에 대한 별도의 산업 연구가 수행되었다."Mars Ascent Vehicle – Concept Development," D. Stephenson, AIAA 2002–4318, 38th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, July 7–10, 2002. 이 참조의 그림 11은 발사체 구성 요소가 개별적으로만 테스트되는 경우 임무 실패 위험이 "극도로 높다"는 록히드 마틴의 분석을 기반으로 지구 상공의 고고도에서 MAV 비행 테스트의 필요성을 요약한다.

2003년, JPL은 2001년의 임무 개념이 너무 비싸다고 보고했다. 후속 연구는 두 과학자 그룹(새로운 MSR 과학 운영 그룹 및 화성 탐사 프로그램 분석 그룹(MEPAG))이 수용하는 더 저렴한 계획을 산출했다."Mars Sample Return, Updated to a Groundbreaking Approach," R. Mattingly, S. Matousek and F. Jordan, 2003 IEEE Aerospace Conference, 2–745. 로버와 깊은 드릴링 대신 착륙선에 있는 스쿠프가  깊이로 파고 여러 샘플을 하나의 용기에 함께 넣을 것이다. 5년 간의 기술 개발 후, MAV는 2009년 임무 PDR(예비 설계 검토) 전에 지구 상공에서 두 번 비행 테스트될 것이다.

단순화된 임무 계획에 따라 2013년 지구에서 발사, 화성에서 2주 체류, 2016년 귀환을 가정하여 잠재적인 화성 미생물이 지구를 오염시키지 않고, 화성 샘플이 지구 기원의 생물학적 물질로 오염되지 않도록 기술 개발이 시작되었다."Planetary Protection Technology for Mars Sample Return," R. Gershman, M. Adams, R. Dillman and J. Fragola, paper number 1444, 2005 IEEE Aerospace Conference, March 2005. 샘플 용기는 화성을 떠나기 전에 외부가 깨끗하게 유지될 것이며, "지구-깨끗한 MAV 차고" 내부의 MAV에 설치될 것이다.

2004년, JPL은 2003년 계획에 대한 업데이트를 발표했다."Continuing Evolution of Mars Sample Return," R. Mattingly, S. Matousek and F. Jordan, 2004 IEEE Aerospace Conference, p. 477. MSR은 화성 과학 실험실 탐사차(나중에 큐리오시티로 명명됨)를 위해 개발 중인 새로운 대형 스카이 크레인 착륙 시스템을 사용할 것이다. MSR 기술 위원회가 구성되었고, 2004년 초에 도착한 스피릿과 오퍼튜니티 로버의 성공을 고려할 때 로버 사용이 MSR 계획에 다시 포함될 수 있다는 점이 언급되었다.  상승 로켓은  페이로드인 궤도 샘플(OS) 내부에 의 샘플을 운반할 것이다. MAV는 화성 궤도로 올라가는 도중에 실패할 경우 사건을 재구성하기에 충분한 원격 측정 데이터를 전송할 것이다.

 2005년~2008년 
2005년 기준으로 화성 탐사 로버 발견의 결과에 따라 암석 코어 드릴을 갖춘 로버가 MSR 계획에 다시 포함되었다."Technology Development Plans for the Mars Sample Return Mission," R. Mattingly, S. Hayati and G. Udomkesmalee, 2005 IEEE Aerospace Conference. 2009년 임무 PDR을 위한 집중 기술 개발은 2005년 말 이전에 시작될 예정이었으며, 2013년 지구에서 발사가 뒤따를 예정이었다. 개발 중인 관련 기술에는 화성 도착(항법 및 강하 추진)을 위한 잠재적인 발전과 MAV에 충분히 작은 규모로 펌프식 액체 발사체 기술 구현이 포함되었다."Mars Base Technology Program Overview," C. Chu, S. Hayati, S Udomkesmalee and D Lavery, AIAA 2005–6744, AIAA Space 2005 Conference, August 30 to September 1, 2005.

2005년 후반, 동료 평가된 분석에 따르면 화성 궤도에 대한 상승 궤적은 액체 추진 대 고체 추진에 따라 달라질 수 있는데, 주로 소형 고체 로켓 모터는 더 빨리 연소되어 과도한 대기 항력을 피하기 위해 더 가파른 상승 경로가 필요한 반면, 느리게 연소되는 액체 추진은 궤도로 가는 더 효율적인 경로를 활용할 수 있기 때문이다.

2006년 초, 마셜 우주비행센터는 과학 로버가 화성에 샘플을 저장한 다음, 미니 로버가 MAV와 함께 샘플 귀환 착륙선에 보내질 가능성을 언급했다. 그런 다음 미니 로버 또는 과학 로버가 샘플을 착륙선으로 전달하여 MAV에 실을 수 있었다."Mars Ascent Vehicle Key Elements of a Mars Sample Return Mission," D. Stephenson and H. Willenberg, 2006 IEEE Aerospace Conference paper number 1009. 2단계  고체 추진제 MAV는 발사 튜브에서 가스로 배출될 것이다. 이 로켓은  페이로드(샘플이 담긴  직경의 구형 패키지)를 운반할 것이다. 2단계는 원격 측정 데이터를 전송하고, 조종 추진기는 첨가물이 포함된 히드라진 연료를 사용할 것이다. 저자들은 MAV가 지구 상공의 고고도에서 여러 번 비행 테스트를 해야 할 것으로 예상했다.

2007년 동료 평가 출판물은 화성 궤도 랑데부를 위한 자율 샘플 포획 테스트를 설명했다.Kornfeld, R., J. Parrish, and S. Sell (May–June 2007). "Mars Sample Return: Testing the Last Meter of Rendezvous and Sample Capture." Journal of Spacecraft and Rockets. 44 (3): 692–702. NASA 항공기에 탑승하여 포물선형 "무중력" 비행 경로를 사용하여 자유 부유 테스트가 수행되었다.

2007년, 당시 NASA 과학 부국장이었던 앨런 스턴은 MSR을 조속히 완료하는 것을 강력히 지지했으며, JPL에 화성 과학 실험실 임무(나중에 큐리오시티로 명명됨)에 샘플 캐싱을 포함하도록 요청했다."Space, science, and the bottom line," A. Witze, Nature. 448, p 978, August 30, 2007. 에임스 연구 센터의 한 팀은 MSL의 추가 페이로드로 설치될 하키 퍽 크기의 샘플 캐싱 장치를 설계하고 있었다."Mars Sample Return Proposal Stirs Excitement, Controversy," L. David, Space News, July 23, 2007, p 19.

2008년의 검토 분석은 화성 상승과 달 상승을 비교하며, MAV는 기술적 도전뿐만 아니라 행성 과학계에 문화적 도전도 제기할 것이라고 언급했다. 달 상승은 알려진 기술을 사용하여 수행되었으며, 과학 임무는 일반적으로 지구 위성이 일상적으로 하는 것과 유사하게 궤도 수정 및 궤도 진입 기동에 입증된 추진에 의존한다는 점을 고려했다."Defining the Mars Ascent Problem for Sample Return," J. Whitehead, AIAA 2008–7768, AIAA Space 2008 Conference, San Diego Calif., September 2008.

 2009년~2011년 
2009년 초, 글렌 연구 센터의 우주 내 추진 기술 프로젝트 사무국(GRC)은 6가지 MAV 옵션의 순위를 제시하며,  2단계 고체 로켓이 지속적인 원격 측정과 함께  샘플 패키지를 화성 궤도로 전달하는 데 가장 적합하다고 결론지었다."Mars Ascent Vehicle Technology Planning," J. Dankanich, 2009 IEEE Aerospace Conference, March 2009. 단일 단계 펌프식 이중 추진제 MAV"Pump Fed Propulsion for Mars Ascent and Other Challenging Maneuvers," J. Whitehead, NASA Science Technology Conference, June 2007.는 무게가 덜 나가며 2위를 차지했다.

2009년 후반, JPL 화성 탐사국의 수석 기술자는 달 행성 과학 연구소에서 열린 MSR 기술 워크숍(2008년)을 언급하며, 특히 어려운 기술적 과제로는 MAV, 샘플 획득 및 처리, 그리고 후방 행성 보호가 포함된다고 썼다. 그는 "특히 MAV는 개발 위험이 가장 높은 시스템으로, 조기 시작의 필요성을 시사한다"고 덧붙였다. 이는 MAV를 전달할 착륙선의 예비 설계 검토(PDR) 전에 비행 테스트로 이어졌다."Strategic Technology Development for Future Mars Missions (2013–2022)," S. Hayati et al., A white paper submitted to the National Research Council as input to the Planetary Decadal Survey, September 2009. https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/decadal/SamadAHayati.pdf Mars Exploration Program Analysis Group, Retrieved November 11, 2022

2009년 10월, 미국 항공 우주국과 유럽 우주국은 2020년대에 화성에서 샘플을 귀환시키는 것을 궁극적인 목표로 하는 엑소마스 프로그램을 진행하기 위해 화성 탐사 공동 이니셔티브를 설립했다.   엑소마스의 첫 번째 임무는 2018년에 발사될 예정이었으며,Mars Sample-Return  NASA Accessed May 26, 2008  2020–2022년 기간에 샘플을 귀환시키는 불특정 임무가 계획되었다. 2010년 초 NAC-SC"NASA Advisory Council Science Committee website," https://science.nasa.gov/science-committee, Retrieved July 4, 2023에 보고된 바와 같이, MEPAG는 MSR이 "80억~100억 달러가 들 것이며, NASA와 ESA가 단독으로 이 금액을 지원할 수 없음이 명백하다"고 추정했다."NASA Advisory Council Science Committee February 16–17, 2010 Meeting Report," https://smd-prod.s3.amazonaws.com/science-pink/s3fs-public/mnt/medialibrary/2010/08/31/SC-Minutes-Feb2010_Mtg-Final-100423-Signed.pdf#page=6, NASA Headquarters. Page 6. Retrieved July 4, 2023 2011년 캐싱 로버 MAX-C의 취소와 예산 제약으로 인한 NASA의 엑소마스 철수는 임무를 종료시켰다. 이 철수는 과학계에 "충격적"이라고 묘사되었다.

2010년~2011년, 글렌 연구 센터의 NASA 우주 내 추진 기술(ISPT) 프로그램은 MAV 설계 연구를 위한 제안을 받고 산업 파트너에 자금을 지원했으며, 기술 개발을 시작할 수 있는 계약 옵션과 함께 지구 귀환 우주선의 추진 요구 사항도 고려했다."Sample Return Propulsion Technology Development under NASA's ISPT Project," D. Anderson, J. Dankanich, D. Hahne, E. Pencil, T. Peterson, and M. Munk, 2011 IEEE Aerospace Conference, Paper number 1115, March 2011. 우주선을 화성 궤도에 삽입한 다음 지구로 귀환하는 데는 높은 총 속도 변화가 필요하다는 점이 지적되었으며, 이는 화성에서의 공기 제동과 함께 화학 추진제를 이전에 가정한 것과 비교하여 태양 전기 추진이 질량 마진을 개선하여 임무 위험을 줄일 수 있다는 결론으로 이어졌다."Mars Sample Return Orbiter/Earth Return Vehicle Technology Needs and Mission Risk Assessment," J. Dankanich, L. Burke, and J. Hemminger, 2010 IEEE Aerospace Conference, Paper number 1483, March 2010. ISPT 팀은 또한 지구 상공에서 MAV 비행 테스트 시나리오를 연구하고, 새로운 발사체의 초기 성공 확률이 역사적으로 낮다는 점을 고려하여 MSR 임무 PDR 이전에 두 번의 비행 테스트를 권고했다."Mars Ascent Vehicle Test Requirements and Terrestrial Validation," D. Anderson, J. Dankanich, D. Hahne, E. Pencil, T. Peterson, and M. Munk, 2011 IEEE Aerospace Conference, Paper number 1115, March 2011.

NASA–ESA의 잠재적 임무 일정은 2018년, 2022년, 2024년에 각각 샘플 캐싱 로버, 샘플 귀환 궤도선, 샘플 회수 착륙선을 발사하여 2027년 지구에 도착하도록 예상했으며, MAV 개발은 MAV 설계 연구로 확인된 2년간의 기술 개발 후 2014년에 시작될 예정이었다."Mars Sample Return Campaign Status," E. Nilsen, C. Whetsel, R. Mattingly, and L. May 2012 IEEE Aerospace Conference, Paper number 1627, March 2012. ISPT 프로그램은 화성 도착, 화성 상승, 지구 귀환을 개선하기 위한 추진 기술 발전 상황을 요약하며, 샘플 회수 착륙선의 2024년 발사 날짜를 맞추려면 MAV 공학 모델의 첫 비행 테스트가 2018년에 이루어져야 한다고 밝혔다."Status of Sample Return Propulsion Technology Development under NASA's ISPT Program," D. Anderson, M. Munk, J. Dankanich, L. Glaab, E. Pencil, and T. Peterson, 2012 IEEE Aerospace Conference, March 2012.

2011년 MAV 산업 연구는 ATK, 노스롭그루먼, 파이어스타 테크놀로지스와 팀을 이룬 록히드 마틴이 5kg(11lb)의 16cm(6.3인치) 직경 샘플 구체를 화성 궤도로 전달하는 것을 목표로 수행되었다."Mars Ascent Vehicle Development Status," J. Dankanich and E. Klein, 2012 IEEE Aerospace Conference, March 2012. 록히드 마틴-ATK 팀은 고체 추진제 1단과 고체 또는 액체 추진제 2단에 중점을 두었으며, MAV 질량을 250~300kg(550~660lb) 범위로 추정하고 질량 감소를 위한 기술 개발이 필요하다고 지적했다."Mars Ascent Vehicle (MAV): Designing for High Heritage and Low Risk," D. Ross, J. Russell, and B. Sutter, 2012 IEEE Aerospace Conference, March 2012. 노스롭그루먼(이전 TRW)도 마찬가지로 300kg 미만의 질량을 추정했으며, 두 단계 모두에 압력 공급식 액체 이중 추진제를 사용했다."Mars Ascent Vehicle System Studies and Baseline Conceptual Design," M. Trinidad, E. Zabrensky, and A. Sengupta, 2012 IEEE Aerospace Conference, March 2012. 그리고 추가적인 발전을 위한 계획을 가지고 있었다."Systems Engineering and Support Systems Technology Considerations of a Mars Ascent Vehicle," A. Sengupta, M. Pauken, A. Kennett, M. Trinidad, and E. Zabrensky, 2012 IEEE Aerospace Conference, March 2012. 파이어스타 테크놀로지는 하나의 주요 추진제 탱크에 액체 연료와 산화제를 혼합한 단일 단계 MAV 설계를 설명했다."NOFBX Single Stage to Orbit Mars Ascent Vehicle," G. Mungas, D. Fisher, J. Vozoff, and M. Villa, 2012 IEEE Aerospace Conference, March 2012.

2011년 초 미국 전미연구평의회의 행성과학 10년 연구, 2013-2022년 기간의 임무 계획 우선순위를 제시한 이 연구는 해당 기간 동안 MSR 캠페인을 최고 우선순위의 플래그십 임무로 선언했다.National Academy of Sciences, National Academies Press, Visions and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013–2022, 2011; . Retrieved December 30, 2022 특히, 제안된 Mars Astrobiology Explorer-Cacher (MAX-C) 임무를 "축소된"(덜 야심찬) 형태로 지지했다. 이 임무 계획(2011년 4월 예산상의 이유로 취소됨)은 NASA와 ESA가 각각 2018년에 함께 보낼 로버를 제작하는 것이었다."Will Tight Budgets Sink NASA Flagships?," Y. Bhattacharjee, Science, 334: 758–759 11 November 2011.

 2012년~2013년 
2012년, MSR에 대한 전망은 2013 회계연도 NASA 화성 프로그램 예산이 38% 삭감되면서 더욱 둔화되었고, 이로 인해 과학자들 사이에서 화성 탐사가 일련의 소규모 로버 임무로 성공할 수 있는지에 대한 논란이 일었다."Planetary Science is Busting Budgets," R. Kerr, Science, 337: 402–404, July 27, 2012. 예산 삭감에 대한 대응으로 화성 프로그램 계획 그룹(MPPG)이 소집되었다."House Panel Wants NASA to Plan Mars Sample Return," Y. Bhattacharjee, Science, April 18, 2012.

2012년 중반, 큐리오시티가 화성에 도착하기 8주 전, 달 행성 과학 연구소는 NASA가 후원하는 3일간의 워크숍을 개최했다."Concepts and Approaches for Mars Exploration, June 12–14, 2012, Houston, Texas," https://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023 이는 광범위한 전문가와 학생들로부터 전문 지식과 아이디어를 수집하기 위한 것이었다. 이 정보는 NASA가 최신 행성 10년 연구에 따라 화성 탐사 프로그램을 재구성하는 데 도움이 되기 위함이었으며, MSR을 우선시하면서도 최근의 대규모 예산 삭감에 직면해 있었다. 390건의 제출이 접수되었고, 참석한 185명은 "MSR을 향한 신뢰할 수 있는 단계"가 줄어든 자금으로도 가능하다고 동의했다."Concepts and Approaches for Mars Exploration - Report of a Workshop at LPI, June 12–14, 2012," https://www.lpi.usra.edu/lpi/contribution_docs/LPI-001676.pdf, S. Mackwell et al, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023 당시에는 MAX-C 로버 (결국 마스 2020, 퍼서비어런스로 구현됨)가 재정적으로 불가능하다고 간주되었으므로, 요약 보고서는 MSR을 향한 진전이 자율 랑데부 테스트를 위한 궤도선 임무 또는 기술 시연으로 MAV를 전달하면서 정밀 착륙을 시연하는 피닉스급 착륙선을 포함할 수 있다고 언급했다. 워크숍은 주로 기술 및 지원 능력, 과학 및 임무 개념, 인간 탐사 및 전조의 세 가지 분과 토론으로 구성되었다.

기술 패널은 광범위한 논의를 문서화했으며,"Technology and Enabling Capabilities," https://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/reports/1_technology_and_enabling_capabilities.pdf, M. Amato, B. Ehlmann, V. Hamilton, B. Mulac, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023 개선된 드릴링과 "작고 아름다운" 로버에 대한 투자를 제안하며 "창의적인 질량 감소 능력에 중점"을 두었다. 패널은 MAV "기능 기술은 새로운 것이 아니다"라고 밝혔지만 화성 환경이 도전을 제기할 것이며, MAV 기술을 "어떤 비용 범위의 샘플 귀환 시나리오에도 위험 요소"라고 언급했다. MAV 기술은 워크숍에 제출된 수많은 서면 자료"Launch and Transfer Systems Technology and Architecture Considerations for Mars Exploration," https://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4144.pdf, L. Craig, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023"High-Performance Mars Ascent Propulsion Technologies with Adaptability to ISRU and Human Exploration," https://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4222.pdf, M. Trinidad, J. Calvignac, A. Lo, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023"A Perspective on Mars Ascent for Scientists," https://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4290.pdf, J. Whitehead, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023"A Storable, Hybrid Mars Ascent Vehicle Technology Demonstrator for the 2020 Launch Opportunity," https://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4342.pdf, A. Chandler et al, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023"NOFBX™ Mars Ascent Vehicle: A Single Stage to Orbit Approach," https://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4353.pdf, J. Vozoff, D Fisher, G. Mungas, Universities Space Research Association website. Retrieved August 15, 2023에서 다루어졌으며, 그 중 하나는 화성 상승을 "입증된 기술을 넘어선" (소형 로켓의 속도와 가속도 조합) "사회 시스템에 대한 거대한 도전"이라고 묘사하며, "캐치-22" 딜레마를 언급했다. 이 딜레마에서는 샘플 귀환이 단기적인 시야에 있을 때 새로운 기술에 대한 관용이 없으며, 샘플 귀환이 먼 시야에 있을 때 MAV 자금이 없다는 것이다.

2012년 9월, NASA는 MPPG가 제시한 MSR 전략을 추가로 연구할 의향을 발표했다. 여기에는 다중 발사 시나리오, 단일 발사 시나리오, 다중 로버 시나리오가 포함되며, 이 임무는 빠르면 2018년에 시작될 수 있다.Mars Program Planning Group, September 25, 2012,   "페치 로버"는 샘플 캐시를 검색하여 화성 상승선(MAV)으로 전달할 것이다. 2018년 7월, NASA는 에어버스와 "페치 로버" 개념을 개발하기 위한 계약을 체결했다. 2012년 말, MAX-C 로버 개념은 NASA의 큐리오시티 화성 로버를 위해 개발된 예비 부품 및 임무 계획을 사용하여 가용한 자금 범위 내에서 2020년(마스 2020)에 발사될 수 있다고 결정되었다.

2013년, NASA 에임스 연구 센터는 스페이스X 팰컨 헤비가 화성 표면에 2톤의 유용한 페이로드를 전달할 수 있다고 제안했는데, 여기에는 터보 펌프에 의해 공급되는 액체 이중 추진제를 사용하는 1톤 단일 단계 MAV에 의해 화성에서 발사될 지구 귀환 우주선이 포함된다."Mars Sample Return Using Commercial Capabilities: Mission Architecture Overview," A. Gonzales, C. Stoker, L. Lemke, J. Bowles, L. Huynh, N. Faber, and M. Race, 2014 IEEE Aerospace Conference, March 2014."Mars Sample Return Using Commercial Capabilities: Propulsive Entry, Descent, and Landing," L. Lemke, A. Gonzales, and L. Huynh, 2014 IEEE Aerospace Conference, March 2014."Mars Sample Return: Mars Ascent Vehicle Mission & Technology Requirements," J. Bowles, L. Huynh, V. Hawke, and X. Jiang, NASA/TM-2013-216620, November 2013. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20140011316/downloads/20140011316.pdf NASA Technical Reports Server, Retrieved January 8, 2023 큐리오시티 (탐사차)의 성공적인 바퀴 직접 착륙(2012년 8월)은 JPL이 로버 뒤에 MAV를 싣는 것을 다시 검토하게 만들었다."The Mobile MAV Concept for Mars Sample Return," E. Klein, E. Nilsen, A. Nicholas, C. Whetsel, J. Parrish, R. Mattingly, and L. May 2014 IEEE Aerospace Conference, March 2014. 완전 유도 300kg MAV(록히드 마틴의 2011년 2단계 고체 로켓와 같은)는 왕복 페치 로버의 필요성을 피할 것이다. 더 작은 150kg MAV는 하나의 로버가 샘플 수집을 포함하도록 허용하면서 MSL 유산을 사용하여 임무 비용과 개발 시간을 줄일 수 있다. 대부분의 개발 위험은 MAV에 있다.

JPL은 나중에 2012년의 150kg 고체 추진 미니 MAV 개념에 대한 더 자세한 내용을 과거 노력 요약에서 제시했다."History of Mars Ascent Vehicle Development Over the Last 20 Years," R. Shotwell, 2016 IEEE Aerospace Conference, March 2016. 1999년 마스 폴라 랜더의 손실 당시 원격 측정 데이터가 없었기 때문에 "중요 사건 통신"이 강조되었으며, 이는 나중에 MSR에 적용되었다. 그런 다음 2012년 MSL 착륙 후, MAV 질량을 줄이는 목표로 요구 사항이 재검토되었다. 단일 고장 허용 오차 및 화성 궤도로의 지속적인 원격 측정 데이터가 의문을 제기했다. 500g(1.1lb)의 샘플의 경우 5kg(11lb) 대신 3.6kg(7.9lb)의 페이로드가 가능하다고 간주되었다. 2012년 미니 MAV 개념에는 원격 측정 기능이 없는 스핀 안정화 상단 단과 함께 단일 스트링 항공 전자 장치가 있었다.

 2014년~2017년 
2014년~2015년, JPL은 6.5kg에서 25kg에 이르는 페이로드에 대해 고체, 하이브리드, 액체 추진제를 포함한 화성 상승을 위한 다양한 옵션을 분석했다."Technology Development and Design of Liquid Bipropellant Mars Ascent Vehicles," D. Vaughan, B. Nakazono, A. Karp, R. Shotwell, A. London, A. Mehra, and F. Mechentel, 2016 IEEE Aerospace Conference, March 2016. 고체 추진제를 사용하는 4가지 MAV 개념은 2단 로켓이었고, 하이브리드 및 액체 추진제는 1단 또는 2단 로켓이 고려되었다. 7가지 옵션은 10가지 속성("장점 지표")에 대해 점수가 매겨졌다. 단일 단계 하이브리드가 비용 절감과 복잡성 감소에 가장 많은 점수를 받고, 기술 준비도에는 가장 적은 점수를 받아 전체적으로 가장 높은 점수를 받았다. 전체 2위는 전기 펌프를 사용하는 단일 단계 액체 이중 추진제 MAV였다. 압력 공급식 이중 추진제 설계는 기술 준비도에서 가장 많은 점수를 받아 3위를 차지했다. 고체 추진제 옵션은 유연성에서 매우 적은 점수를 받아 점수가 낮았다. JPL과 NASA 랭글리 연구 센터는 고체 로켓 모터의 높은 추력과 짧은 연소 시간이 낮은 고도에서 상당한 대기가 남아 있는 상태에서 높은 마하수로 순항해야 하는 조기 연소를 초래하여 안정성 및 제어 문제를 제기할 수 있다고 경고했다."Drivers, Developments and Options Under Consideration for a Mars Ascent Vehicle," R. Shotwell, J. Benito, A. Karp, and J. Dankanich, 2016 IEEE Aerospace Conference, March 2016. 화성 프로그램 이사의 동의에 따라 2016년 1월에 제한된 기술 개발 자금을 하이브리드 추진제 MAV(액체 산화제와 고체 왁스 연료) 개발에 집중하기로 결정했다."A Mars Ascent Vehicle for Potential Mars Sample Return," R. Shotwell, J. Benito, A. Karp, and J. Dankanich, 2017 IEEE Aerospace Conference, March 2017.

2015년부터 행성 보호를 위한 새로운 노력이 시작되어 후방 행성 보호 기능이 화성 표면에서 샘플 귀환 궤도선으로 이동하여 비행 중 "고리 끊기"를 수행하게 되었다."Break-the-Chain Technology for Potential Mars Sample Return," R. Gershman, Y. Bar-Cohen, M. Hendry, M. Stricker, D. Dobrynin, and A. Morrese, 2018 IEEE Aerospace Conference, March 2018. 2016년 현재, 브레이징, 백깅, 플라즈마 살균 개념이 연구 및 테스트되었으며, 주로 브레이징에 초점을 맞추었다.

 2018년~2022년 
2018년 4월, NASA와 ESA는 화성 샘플 귀환 임무의 기반을 제공할 수 있는 의향서에 서명했다.  이 합의는 독일 베를린에서 열린 제2차 국제 화성 샘플 귀환 회의에서 나왔다."Joint Statement of Intent between the National Aeronautics and Space Administration and the European Space Agency on Mars Sample Return," T. Zurbuchen and D. Parker, April 26, 2018. https://mepag.jpl.nasa.gov/announcements/2018-04-26%20NASA-ESA%20SOI%20(Signed).pdf, Mars Exploration Program Analysis Group, Retrieved January 28, 20232nd International Mars Sample Return Conference, April 25–27, 2018. https://astrobiology.nasa.gov/events/2nd-international-mars-sample-return-conference/, Astrobiology at NASA, Retrieved January 28, 2023 회의 프로그램은 샘플 과학(예상 결과, 현장 선택, 수집, 보존, 분석) 및 임무 구현(화성 도착, 로버, 암석 드릴, 샘플 이송 로봇, 화성 상승, 자율 궤도 랑데부, 행성 간 추진, 지구 도착, 행성 보호)을 다루는 125개의 기술 제출물과 함께 보관되었다."2018 International Mars Sample Return Conference Berlin." https://www.lpi.usra.edu/lpi/contribution_docs/LPI-002071.pdf, Lunar and Planetary Institute, Retrieved January 28, 2023 여러 발표 중 하나에서, 국제 과학 팀은 고대 생명체를 찾기 위해 퇴적암 샘플 수집이 필요하다고 언급했다."Seeking Signs of Life on Mars: The Importance of Sedimentary Suites as Part of Mars Sample Return," iMOST Team (International MSR Objectives and Samples Team), MSR 2018 Berlin, https://www.lpi.usra.edu/lpi/contribution_docs/LPI-002071.pdf#page=103, Lunar and Planetary Institute, Retrieved 18 February 2023 NASA-ESA 공동 발표는 마스 2020 로버(MAX-C 개념에서 파생됨)의 샘플 수집, 샘플 회수 착륙선, 지구 귀환 궤도선을 포함하는 기준 임무 구조를 설명했다."Mars Sample Return Architecture Overview," C. Edwards and S. Vijendran, MSR 2018 Berlin, https://www.lpi.usra.edu/lpi/contribution_docs/LPI-002071.pdf#page=74, Lunar and Planetary Institute, Retrieved February 12, 2023 다른 제안은 스페이스X 팰컨 헤비를 사용하여 임무 비용을 줄이면서 화성에 더 많은 질량을 전달하고 더 많은 샘플을 귀환시키는 것이었다."Commercial Capabilities to Accelerate Timeline and Decrease Cost for Return of Samples from Mars," P. Wooster, M. Marinova, and J. Brost, MSR 2018 Berlin, https://www.lpi.usra.edu/lpi/contribution_docs/LPI-002071.pdf#page=172, Lunar and Planetary Institute, Retrieved February 12, 2023 베를린 회의에 제출된 또 다른 자료는 MAV 기술을 발전시켜 주어진 샘플 페이로드에 대해 훨씬 더 작은 MAV를 가능하게 함으로써 임무 비용을 줄일 수 있다고 지적했다."Mars Ascent Vehicle Needs Technology Development with a Focus on High Propellant Fractions," J. Whitehead, MSR 2018 Berlin, https://www.lpi.usra.edu/lpi/contribution_docs/LPI-002071.pdf#page=168, Lunar and Planetary Institute, Retrieved February 12, 2023

2019년 7월, 임무 아키텍처가 제안되었다. 2019년, JPL 저자들은 샘플 회수를 요약했는데, 여기에는 샘플 페치 로버, 20개 또는 30개의 샘플 튜브를 2016년부터 추진 기술 개발의 우선순위였던 하이브리드 추진제(액체 산화제와 고체 왁스 연료)를 사용하는  단일 단계 궤도(SSTO) MAV의  페이로드에 적재하는 옵션이 포함되었다."Mars Sample Return Lander Mission Concepts," B. Muirhead and A. Karp, 2019 IEEE Aerospace Conference, March 2019. 한편, 마셜 우주비행센터 (MSFC)는 MAV에 대한 고체 및 하이브리드 추진의 비교를 발표했다."Development Concepts for Mars Ascent Vehicle (MAV) Solid and Hybrid Vehicle Systems," L. McCollum et al., 2019 IEEE Aerospace Conference, March 2019. 2019년 후반, MSFC와 JPL은 2단계 고체 추진 MAV 설계를 위해 협력했으며, 유도되지 않는 회전 상단 단계가 질량을 줄일 수 있지만, 궤도 변동 가능성 때문에 이 접근 방식은 당시 폐기되었다고 언급했다."A Design for a Two-Stage Solid Mars Ascent Vehicle," A. Prince, T. Kibbey, and A. Karp, AIAA 2019–4149, AIAA Propulsion and Energy Forum, August 2019.

2020년 초 JPL은 30개 튜브를 포함하는 궤도 샘플 패키지(농구공 크기"Bold plan to retrieve Mars samples takes shape," D. Clery and P. Voosen, Science, 366: 932, November 22, 2019.)에 대한 전반적인 임무 계획을 업데이트했으며,  범위의 고체 및 하이브리드 MAV 옵션을 보여주었다."Mars Sample Return Mission Concept Status," B. Muirhead, A. Nicholas, and J. Umland, 2020 IEEE Aerospace Conference, March 2020. MSFC는 추가 세부 사항을 추가하여 고체 및 하이브리드 MAV 설계 모두에 대한 설계를 제시했으며, 화성 이륙 시 목표 질량 으로 20개 또는 30개의 샘플 튜브를  페이로드 패키지로 전달하는 것을 목표로 했다."Mars Ascent Vehicle Solid Propulsion Configuration," D. Yaghoubi and A. Schnell, 2020 IEEE Aerospace Conference, March 2020."Mars Ascent Vehicle Hybrid Propulsion Configuration," D. Yaghoubi and A. Schnell, 2020 IEEE Aerospace Conference, March 2020. 2020년 4월, 임무의 업데이트된 버전이 발표되었다. 2단계 고체 로켓 MAV를 채택하기로 결정한 후 2020년 봄에 설계 분석 주기 0.0이 뒤따랐으며, 이는 두 단계 모두에 유도 기능을 갖춘  설계로 MAV를 정교하게 만들었으며, 질량 절감을 위해 유도되지 않는 스핀 안정화 2단 로켓을 재고하게 되었다."Integrated Design Results for the MSR DAC-0.0 Mars Ascent Vehicle," D. Yaghoubi and P. Ma, 2021 IEEE Aerospace Conference, March 2021.

2020년 10월, MSR 독립 검토 위원회(IRB)는 MSR 프로그램이 진행되어야 한다고 전반적으로 권고하는 보고서"Mars Sample Return (MSR) Program: Final Report of the Independent Review Board (IRB)," https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_esa_mars_sample_return_final_report_small.pdf#page=10, NASA reports website. Retrieved July 6, 2023를 발표했고, 11월에 NASA는 IRB의 세부 권고 사항에 응답했다."Summary of NASA Responses to Mars Sample Return Independent Review Board Recommendations," https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_esa_mars_sample_return_final_report_small.pdf#page=1, NASA reports website. Retrieved July 6, 2023 IRB는 MSR이 다른 행성에서의 첫 발사, 자율 궤도 랑데부, "고리 끊기"를 위한 밀봉 기능이 있는 로봇 샘플 처리 등 8가지 최초 도전을 겪을 것이라고 언급했다."Mars Sample Return (MSR) Program: Final Report of the Independent Review Board (IRB)," Notes below Chart 33, https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_esa_mars_sample_return_final_report_small.pdf#page=42, NASA reports website. Retrieved July 6, 2023 IRB는 MAV가 이전의 어떤 발사체와도 다를 것이며, 경험상 발사체가 작을수록 설계보다 더 무거워질 가능성이 높다고 경고했다."Mars Sample Return (MSR) Program: Final Report of the Independent Review Board (IRB)," Chart 42 and notes below it, https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_esa_mars_sample_return_final_report_small.pdf#page=51, NASA reports website. Retrieved July 6, 2023 MAV의 무유도 상단 단계를 언급하며 IRB는 "2단계 비행 중 결함을 유용하게 재구성할 수 있도록" 중요한 사건에 대한 원격 측정의 중요성을 강조했다."Mars Sample Return (MSR) Program: Final Report of the Independent Review Board (IRB)," Chart 43 and notes below it, https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_esa_mars_sample_return_final_report_small.pdf#page=52, NASA reports website. Retrieved July 6, 2023 IRB는 가장 가능성 있는 임무 비용이 38억~44억 달러가 될 것이라고 밝혔다."Mars Sample Return (MSR) Program: Final Report of the Independent Review Board (IRB)," Chart 57 and notes below it, https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_esa_mars_sample_return_final_report_small.pdf#page=66, NASA reports website. Retrieved July 6, 2023 2021년 4월 NAC-SC에 보고된 바와 같이, 행성과학 자문 위원회(PAC)"NASA Planetary Science Advisory Committee website," https://science.nasa.gov/researchers/nac/science-advisory-committees/pac, Retrieved July 4, 2023는 MSR의 "높은 비용에 대해 매우 우려"했으며, 귀환된 샘플 연구실 계획에 우주 생물학적 고려 사항이 포함되도록 확인하기를 원했다.

2022년 초, MSFC는  질량 감소를 위한 유도-무유도 MAV 설계를 제시하고, 1단계 연소 및 고도까지 순항하는 동안의 공기 역학적 복잡성, 질량 중심에서 멀리 떨어진 위치에 히드라진 조종 추진기를 배치하려는 희망, 팁오프 회전 없이 단계 분리를 포함한 남은 과제를 문서화했다."Integrated Design Results for the MSR SRC Mars Ascent Vehicle," D. Yaghoubi and S. Maynor, 2022 IEEE Aerospace Conference, March 2022. 단계 분리 및 후속 스핀업은 비행 테스트를 거치겠지만, 저자들은 비행과 유사한 MAV 전체를 비행 테스트하는 것이 이상적일 것이지만, 이는 큰 비용이 들 것이라고 언급했다.

2022년 4월, 미국국립과학원은 2023-2032년 행성과학 10년 연구 보고서를 발표했다. 이 보고서는 2020년부터 시작된 여러 위원회 회의를 거쳐 500개 이상의 독립 제출 백서, 그 중 100개 이상이 샘플 귀환을 위한 과학 및 기술에 대한 의견을 포함한 화성 관련 내용을 고려하여 향후 10년간의 계획과 우선순위를 검토했다."Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032," https://www.nationalacademies.org/our-work/planetary-science-and-astrobiology-decadal-survey-2023-2032, National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Retrieved February 26, 2023 발표된 문서에는 ESA의 필수적인 참여를 통한 NASA의 2017년 "집중적이고 빠른" 샘플 귀환 캠페인 계획이 언급되었으며, "이번 10년간 NASA의 로봇 탐사 노력의 최고 과학적 우선순위는 가능한 한 빨리 화성 샘플 귀환을 완료하는 것"이라고 권고했다."Origins, Worlds, and Life.  A Decadal Strategy for Planetary Science and Astrobiology 2023–2032," https://nap.nationalacademies.org/catalog/26522/origins-worlds-and-life-a-decadal-strategy-for-planetary-science, https://doi.org/10.17226/26522, National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, Space Studies Board, National Academies Press, 2022; . See pages 22-7 to 22-9.  Retrieved February 26, 2023 10년 연구 백서는 과학을 위한 MSR의 중요성을 강조하고,"Why Mars Sample Return is a Mission Campaign of Compelling Importance to Planetary Science and Exploration," https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/decadal2023-2032/MSR%20science%20white%20paper-final4.pdf, MEPAG website. Retrieved July 5, 2023 MSR 구현에 대한 설명을 포함했으며,"Mars Sample Return Campaign Concept Architecture," https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/decadal2023-2032/Decadal%20White%20Paper%20MuirheadBrianK.pdf, MEPAG website. Retrieved July 5, 2023 MAV가 소형 로켓의 최첨단 기술을 뛰어넘는 비행 성능이 필요함에도 불구하고 과소평가되었다는 점을 지적했다."The Challenge of Launching Geology Samples off of Mars is Easily Underestimated, Due to Tempting Misconceptions," https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/decadal2023-2032/WhiteheadMisconceptionsMAV2020Oct11.pdf, MEPAG website. Retrieved July 4, 2023 MAV는 지속적인 개발 노력이 필요하며,"Mars Ascent Vehicle needs a Sustained Development Effort, Regardless of Sample Return Mission Timelines," https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/decadal2023-2032/WhiteheadSustainMAV2020Oct11.pdf, MEPAG website. Retrieved July 4, 2023 더 작은 MAV를 위한 기술 개발이 MSR 임무 비용을 줄일 잠재력이 있다는 점도 언급되었다."Technology Development Can Lead to Smaller Mars Ascent Vehicles, for Multiple Affordable Sample Returns," https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/decadal2023-2032/WhiteheadSmallerMAV2020Oct11.pdf, MEPAG website. Retrieved July 4, 2023 10년 연구 위원회 회의에는 여러 초청 연사가 있었으며, 특히 MSR IRB의 발표가 주목받았다."Decadal Survey on Planetary Science and Astrobiology: Steering Group Seventh Meeting Revised Final Agenda," https://www.nationalacademies.org/documents/embed/link/LF2255DA3DD1C41C0A42D3BEF0989ACAECE3053A6A9B/file/DE1EC51702FEF69877C024F38B3437AA2CD7C9F72218?noSaveAs=1, National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Retrieved July 6, 2023

2022년 3월 현재, 페치 로버와 MAV를 위한 별도의 착륙선이 계획되어 있었다. 함께 너무 크고 무거워서 단일 착륙선으로 운반할 수 없었기 때문이다. 7월 현재의 비용 절감 계획은 MAV와 함께 하나의 착륙선만 보내고, 페치 로버가 없는 상황에서 퍼서비어런스 로버가 샘플 튜브를 MAV로 전달하는 데 의존하는 것이었다.Foust, Jeff (July 27, 2022) "NASA and ESA remove rover from Mars Sample Return plans," https://spacenews.com/nasa-and-esa-remove-rover-from-mars-sample-return-plans/ Space News. Retrieved December 21, 2023 MAV 착륙선에 있는 두 대의 새로운 경량 헬리콥터는 화성에서 샘플을 옮기는 백업 역할을 할 것이다."Mars choppers displace fetch rover in sample-return plan," J. Foust, Space News, August 2022, p. 6-7.

 2023년~2024년 
2023년 초, 인제뉴어티를 화성의 희박한 대기에서 비행시키기 위해 에어로바이런먼트 팀이 적어도 2021년부터 "화성 샘플 페치 헬리콥터"를 구상해 왔음이 밝혀졌다."Martian aviator," an interview with Ben Pipenberg, P. Marks, Aerospace America, January 2023, p. 14-19. 3월 공개 예산 회의에서 NASA는 MSR의 높은 비용을 언급하며 설계, 일정, 필요한 자금을 평가하기 위해 두 번째 독립 검토 위원회(MSR IRB-2)를 구성하기 시작했다.“Mars Rocks Await a Ride to Earth -- Can NASA Deliver?,” A. Witze, Nature. 616, p. 230-231, April 13, 2023. IRB-2는 2023년 5월에 작업을 시작하여 2023년 9월에 보고서를 발표했다.

2024년 1월, 관련 NASA 계획은 예산 및 일정 문제로 인해 도전받았으며, 새로운 전면 개편 계획이 착수되었다. 미국항공우주학회는 임무 비용 문제와 귀환된 샘플의 과학적 가치를 대조하며, MSR 비용으로 여러 현지 과학 임무를 수행할 수 있지만, 예를 들어 전자 현미경은 화성에 보내기에는 너무 크다고 지적했다."NASA Faces Its Mars Conundrum," J. Kelvey, Aerospace America, January 2024, p. 28-35, https://aerospaceamerica.aiaa.org/features/nasa-faces-its-mars-conundrum/ AIAA website. Retrieved June 15, 2024 3월의 한 응답은 높은 임무 비용이 MAV와 그 거대한 착륙선의 크기와 관련이 있으며, 혁신이 더 작은 MAV로 이어질 수 있다고 밝혔다."For Mars Sample Return, a small rocket poses a big challenge," J. Whitehead, Aerospace America, March 2024, p. 5, https://aerospaceamerica.aiaa.org/departments/for-mars-sample-return-a-small-rocket-poses-a-big-challenge/ AIAA website. Retrieved June 15, 2024

2024년 4월, NASA는 MIRT(MSR IRB Response Team)의 보고서로 IRB-2 보고서에 공식적으로 응답했으며, 이 보고서는 더 작은 MAV의 비용 절감 가치를 언급했다.“SMD MIRT Response to MSR Independent Review Board (IRB-2) Recommendations,” https://science.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/04/mirt-04152024-updated-signed.pdf, April 15, 2024. Retrieved June 8, 2024 2024년 4월 15일, NASA 청장 빌 넬슨과 과학 임무 국장 니콜라 폭스는 2023년 9월 독립 검토 위원회 조사의 조직적 대응을 발표했는데, 특히 현재 설계 및 비용으로 MSR이 원래 2033년 지구 재진입으로 70억 달러로 추정되었지만, 이제는 용납할 수 없는 110억 달러 이상이 소요되고 2040년 이전에 지구에 재진입하지 못할 것이라는 발견이 주목할 만했다. 이에 대한 응답으로 넬슨과 폭스는 NASA가 다음 날 산업계에 더 긴 역사를 가진 더 검증된 임무 아키텍처를 활용하고 위원회의 권고 사항을 준수할 가능성이 있는 대안을 제시하도록 요청할 것이며, 2024년 가을까지 응답을 선호한다고 밝혔다. 그들은 또한 2024 회계연도에 이 프로그램에 3억 1천만 달러를 지출할 것이라고 말했다. 4월 22일, NASA의 4월 16일 대체 임무 아키텍처 재검토 제안 요청을 설명하기 위해 공개 회의가 열렸다.Industry Day meeting video for Rapid Mission Design Studies for MSR, https://www.youtube.com/watch?v=kNUN_fYXtcI Retrieved June 15, 2024

2024년 6월, NASA가 산업계 제안에 임무를 공개하기로 결정한 후, 7개 회사가 90일간의 임무 연구를 진행하기 위해 선정되었다.

7월 말, 제10차 화성 국제 회의Lunar and Planetary Institute, The Tenth International Conference On Mars, July 22–25, 2024, Pasadena, California, https://www.hou.usra.edu/meetings/tenthmars2024/ Retrieved May 15, 2025에서 JPL 연구원들은 새로 획득한 샘플에서 생명체의 증거로 가장 강력한 잠재력을 발견했다고 발표했다.K.A. Farley, et al, Sampling by the NASA Perseverance rover for Mars Sample Return: an update, https://www.hou.usra.edu/meetings/tenthmars2024/pdf/3177.pdf Retrieved May 15, 2025JPL news release, July 25, 2024, NASA’s Perseverance Rover Scientists Find Intriguing Mars Rock, https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-rover-scientists-find-intriguing-mars-rock/ Retrieved May 15, 2025 발표에는 지구로 귀환 시 샘플 처리 및 보관 계획, 샘플 수신 시설에 필요한 과학 장비가 포함되었다.B.L. Carrier, et al, Report of the Sample Receiving Project Measurement Definition Team: Deriving a Proposed Instrument Suite for the Sample Receiving Facility, https://www.hou.usra.edu/meetings/tenthmars2024/pdf/3199.pdf Retrieved May 15, 2025 또 다른 포스터 발표에서는 화성 발사를 위한 비행 테스트를 설명하며, MAV가 지구 상공에서 테스트될 경우 1톤 미사일보다 훨씬 멀리 천 마일을 갈 수 있으며, 화성에 저렴하게 전달하기 위한 더 작은 MAV는 반복적인 제작 및 비행 테스트로 인한 새로운 기술이 필요할 가능성이 있다고 언급했다.J.C. Whitehead, A Strategy for Flight Testing Prototype Mars Ascent Vehicles, Abstract, https://www.hou.usra.edu/meetings/tenthmars2024/pdf/3381.pdf Retrieved May 15, 2025J.C. Whitehead, A Strategy for Flight Testing Prototype Mars Ascent Vehicles, Poster, https://www.hou.usra.edu/meetings/tenthmars2024/eposter/3381.pdf Retrieved May 15, 2025

 2025년 
2025년 1월, NASA는 MAV를 착륙시키기 위한 두 가지 잠재적 경로를 추진할 것이라고 발표했다. 첫 번째 옵션은 큐리오시티와 퍼서비어런스에 사용된 스카이 크레인 방식을 사용할 것이며, 두 번째 옵션은 "새로운 상업적 기능을 활용"할 것이다. 두 옵션 모두 유럽 우주국의 지구 귀환 궤도선을 사용하여 샘플을 수신하고 운반할 것이다.

2025년 2월, SpaceNews는 MAV 과제에 대한 요약을 발표하며, MAV와 같은 것을 필요로 하는 다른 임무나 고객이 없어 투자를 자극할 수 있는 확립된 전문 지식이 없다는 점을 지적했다.Space News, Missing link still needed to save Mars Sample Return, https://spacenews.com/missing-link-still-needed-to-save-mars-sample-return/ Retrieved May 15, 2025 3월의 또 다른 의견 기사는 로켓 랩이 단일 단계 액체 추진제 MAV를 사용하여 샘플을 회수하는 고정 가격 임무를 제안했다고 설명했다.Space News, Bringing Mars to Earth: solving Mars Sample Return, https://spacenews.com/bringing-mars-to-earth-solving-mars-sample-return/ Retrieved May 15, 2025Rocket Lab's Commercial Solution to Investigate Bringing  Mars Samples to Earth, https://www.rocketlabusa.com/missions/mars-sample-return/ Retrieved May 15, 2025

3월 31일, 국립과학원 우주 생물학 및 행성 과학 위원회 공개 회의에는 NASA 본사의 새로운 MSR 프로그램 국장인 돈야 더글라스-브래드쇼https://science.nasa.gov/people/donya-douglas-bradshaw/ Retrieved May 15, 2025의 업데이트가 포함되었다. 그녀는 산업계 및 NASA 팀의 2024년 연구 결과를 요약하면서, 더 작은 MAV가 실행 가능하고 매우 중요하며, JPL 스카이 크레인에 기반한 유산 착륙선 사용을 허용한다고 언급했다.National Academies of Science, Engineering, and Medicine (NASEM), video recording of Day 1-Space Sciences Week 2025 - Committee on Astrobiology and Planetary Sciences (MSR content starts at time 4:08), https://vimeo.com/event/5017989 Retrieved May 15, 2025 새로운 특징으로는 화성 궤도 대신 화성에서 "고리 끊기"(후방 행성 보호를 위해)와 태양 전지판 대신 RTG 전력 사용이 포함될 것이다. 그녀는 MSFC가 2단계 고체 추진 MAV를 위험을 추가하지 않고 450kg에서 350kg으로 재설계했다고 말했다. 4월 30일, 더글라스-브래드쇼는 MEPAG에 유사한 업데이트를 발표했으며, 질문에 대한 답변으로 로켓 랩이 고정 가격 MSR 임무 개념과 관련하여 NASA에 제안서를 제출하지 않았다고 덧붙였다.Mars Exploration Program Analysis Group, Hybrid Meeting #42, April 30 - May 1, 2025, https://www.hou.usra.edu/meetings/mepagapril2025/technical_program/ Retrieved May 15, 2025

2025년 5월, 도널드 트럼프 2기 행정부는 NASA에 대한 2026 회계연도 예산 제안을 발표했으며, 여기에는 미국 측의 MSR 프로그램 취소 계획이 포함되었다.

 샘플 수집 
마스 2020 임무는 퍼서비어런스 로버를 착륙시켰고, 이 로버는 나중에 지구로 귀환될 샘플을 저장하고 있다.

 마스 2020 퍼서비어런스 로버 
섬네일|center|600px|퍼서비어런스 로버 - 1574솔(2025년 7월 24일)에 채취한 코어 암석 샘플
섬네일|현재까지 퍼서비어런스가 수집한 샘플 지도 (스리 포크스 샘플 저장소에 남겨진 10개의 복제 샘플은 녹색으로 표시됨)|361x361px
섬네일|남부 캘리포니아 제트추진연구소에 있는 퍼서비어런스의 샘플 튜브 모형
마스 2020 임무는 2021년 2월 예제로 분화구에 퍼서비어런스 로버를 착륙시켰다. 로버는 여러 샘플을 수집하여 나중에 귀환될 실린더에 포장했다. 예제로 분화구는 지상 샘플링에 적합한 고대 호수 바닥으로 보인다.

2021년 8월 초, 퍼서비어런스는 손가락 크기의 화성 암석 코어를 시추하여 지상 샘플을 채취하려는 첫 시도를 했다. 이 시도는 성공하지 못했다. 장비 판독값과 드릴 구멍 사진으로 드릴 구멍이 생성되었음이 확인되었다. 그러나 샘플 용기는 비어 있는 것으로 밝혀졌는데, 이는 샘플링된 암석이 견고한 코어를 생성할 만큼 충분히 강하지 않았음을 나타낸다.

섬네일|left|퍼서비어런스의 샘플링 비트

충분히 견고한 물질을 얻을 가능성이 더 높다고 판단된 두 번째 목표 암석은 2021년 8월 말과 9월 초에 샘플링되었다. 암석을 마모시키고 가압 질소 분사로 먼지를 제거하고 생성된 암석 표면을 검사한 후, 9월 1일에 구멍이 뚫렸다. 암석 샘플이 튜브에 있는 것처럼 보였지만, 즉시 용기에 넣지는 않았다. 튜브를 광학적으로 검사하는 새로운 절차가 수행되었다. 9월 6일, 첫 번째 샘플이 용기에 담겨 과정이 완료되었다.

2022년 12월 21일부터 퍼서비어런스는 수집된 샘플 중 10개를 스리 포크스 저장소에 보관하는 캠페인을 시작했다. 이 작업은 2023년 1월 28일에 완료되었다.

 저장된 샘플 목록 
샘플 튜브 상태

+ 샘플 세부 정보샘플링 시도날짜튜브 번호씰 번호페룰 접두사페룰 번호내용물캐싱 중 샘플 이름 및 이미지샘플 저장소 예치 날짜, 지점 및 이미지암석 이름코어 길이추정 화성 대기 상단 기체위치참고 사항12021년 6월 22일(솔 )SN061SN14710464848-7SN090목격 튜브 (비어 있음)frameless|80pxWB-1해당 없음해당 없음2.2 x 10−6 molNorth Séítah Unit이는 이후의 샘플링 시도를 위한 예행 연습으로 채취되었으며, 암석 샘플링을 목표로 하지 않았다. 최종 발사 전 활동 중에 이 목격 튜브가 활성화되었고(내부 씰이 천공되어 축적이 시작됨) 비트 캐러셀에 배치되었다. 따라서 이 튜브는 발사 몇 달 전부터 순항 및 EDL을 거쳐 화성 표면에 밀봉될 때까지 전체 노출 기간 동안 오염 물질을 축적했을 것이다. 장기간 노출되었으므로 WB1의 내부 표면은 유기 오염 물질로 포화되었을 가능성이 높으며, 즉 로버(또는 착륙 전 전체 우주선) 내의 즉각적인 환경과 흡착 평형 상태에 있을 것이다. 따라서 WB1은 샘플 튜브보다 더 높은 농도의 오염 물질과 잠재적으로 다른 오염 물질을 포함할 것으로 예상된다.22021년 8월 6일(솔 )SN233SN02510464848-7SN062대기 가스frameless|80pxRoubion (암석 샘플 캐싱 실패 시도)frameless|80px2023년 1월 4일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "4"Roubion해당 없음4.9x10−6 molPolygon Valley, Cratered Floor Fractured Rough Unit현무암 용암 흐름 또는 사암 또는 미세섬록암으로 구성된 암석 샘플링을 시도했지만, 비트 캐러셀에 도달하지 못하여 캐싱 시스템이 빈 튜브를 저장하고 밀봉했으므로 성공하지 못했다. 그러나 이 과정에서 대기 샘플을 수집했다.32021년 9월 6일(솔 )SN266SN17010464848-6SN099현무암 (또는 현무암질 사암) 암석 샘플frameless|80pxMontdenierframeless|80px2023년 1월 10일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "6"Rochette 1.2x10−6 molArturby Ridge, Citadelle, South Séítah Unit샘플 채취 성공.42021년 9월 8일(솔 )SN267SN17010464848-6SN074현무암 (또는 현무암질 사암) 암석 샘플frameless|80pxMontagnacRochette 1.3x10−6 molArturby Ridge, Citadelle, South Séítah Unit이전 샘플과 동일한 암석에서 채취.52021년 11월 15일(솔 )SN246SN19410464848-5SN107감람석 누적암 암석 샘플frameless|80pxSaletteBrac1.1 x10−6 molBrac Outcrop, South Séítah Unit62021년 11월 24일(솔 )SN284SN21910464848-6SN189감람석 누적암 암석 샘플frameless|80pxCoulettesframeless|80px2023년 1월 6일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "5"Brac2.5 x10−6 molBrac Outcrop, South Séítah Unit72021년 12월 22일(솔 )SN206SN18410464848-7SN064감람석 누적암 암석 샘플frameless|80pxRobineIssole1.0 x10−6 molIssole, South Séítah Unit82021년 12월 29일(솔 )SN261SN05310464848-6SN062감람석 누적암 암석 샘플frameless|80pxPauls (코어링 비트 이탈로 인해 이 지점에서 샘플 채취 포기.)frameless|80px2022년 12월 21일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "1"Issole해당 없음해당 없음Issole, South Séítah Unit코어링 비트 이송 중 첫 번째 샘플에서 나온 자갈 크기의 잔해가 비트 캐러셀에 떨어져 샘플 캐싱이 성공적으로 이루어지지 못했다. 이 샘플을 포기하고 두 번째 샘플링 시도를 다시 하기로 결정되었다. 후속 테스트 및 조치로 튜브에 남아 있는 샘플과 캐싱 시스템의 잔해가 제거되었다. 튜브는 두 번째 샘플 시도에 재사용되었으며 성공적이었다.

이것은 샘플 저장소(이 경우 스리 포크스 저장소)에 보관된 첫 번째 샘플 튜브였다.92022년 1월 31일(솔 )frameless|80pxMalay (캐싱 중)2.7 x10−6 mol102022년 3월 7일(솔 )SN262SN17210464848-6SN129현무암질 안산암 암석 샘플frameless|80pxHa'ahóni (일명 "Hahonih")Sid0.98 x10−6molCh'ał outcrop( 옥타비아 E. 버틀러 착륙지 동쪽), Séítah Unit112022년 3월 13일(솔 )SN202SN16810464848-4SN074현무암질 안산암 암석 샘플frameless|80pxAtsá (일명 "Atsah")frameless|80px2023년 1월 20일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "9"Sid1.3 x10−6 molCh'ał outcrop( 옥타비아 E. 버틀러 착륙지 동쪽), Séítah Unit122022년 7월 7일(솔 )SN186SN18810464848-4SN101쇄설성 퇴적암 샘플frameless|80pxSwift RunSkinner Ridge1.23 x 10−6 molSkinner Ridge, Delta Front퍼서비어런스가 캐싱한 첫 번째 삼각주 및 첫 번째 퇴적물 샘플.132022년 7월 12일(솔 )SN272SN19210464848-6SN068쇄설성 퇴적암 샘플frameless|80pxSkylandframeless|80px2023년 1월 18일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "8"Skinner Ridge1.7 x 10−6 molSkinner Ridge, Delta Front142022년 7월 16일(솔 )SN205SN11910464848-6SN170목격 튜브 (비어 있음)frameless|80pxWB2해당 없음해당 없음2.7 x 10−6 molHogwallow Flats, Delta Front이것은 이전 샘플링 시도 중 남은 잔해를 청소하기 위해 수행되었을 수 있다. 솔 495에서 EDL 중 방출된 물질과 유사한 끈 모양의 이물질(FOD)이 작업 공간 이미지에서 관찰되었다. 솔 499에서 이 물체는 더 이상 관찰되지 않았으며, 아마도 장면 밖으로 날아갔을 것이다. 이 관찰은 이 일반 지역에 밀봉된 튜브에 FOD가 존재할 가능성을 시사한다.152022년 7월 27일(솔 )SN172SN15710464848-7SN099세립질, 잘 분류된 퇴적암 샘플, 황산염 함유 조립질 이암 암석 샘플frameless|80pxHazeltopWildcat Ridge1.63 x 10−6 molWildcat Ridge, Delta Front162022년 8월 3일(솔 )SN259SN17710464848-5SN110세립질, 잘 분류된 퇴적암 샘플, 황산염 함유 조립질 이암 암석 샘플frameless|80pxBearwallowframeless|80px2023년 1월 13일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "7"Wildcat Ridge1.43 x 10−6 molWildcat Ridge, Delta Front172022년 10월 2일(솔 )SN264SN06810464848-5SN085세립질, 잘 분류된 퇴적암, 감람석 함유 조립질 이암frameless|80pxShuyakAmalik outcrop1.73 x 10−6 molAmalik outcrop, Delta Front182022년 10월 6일(솔 ) – 2022년 11월 16일 (솔 )SN184SN58710464848-4SN030세립질, 잘 분류된 퇴적암, 감람석 함유 조립질 이암 암석 샘플frameless|80pxMageikframeless|80px2022년 12월 23일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "2"Amalik outcrop0.63 x 10−6 molAmalik outcrop, Delta Front이상 현상은 미션의 14번째 샘플인 "Mageik"의 코어링 성공 후인 10월 5일에 처음 나타났는데, 암석 코어가 채워진 샘플 튜브를 캡핑하도록 할당된 씰이 예상대로 디스펜서에서 풀리지 않았다.

샘플 밀봉 과정은 로버의 샘플링 및 캐싱 시스템에서 이루어진다. 밀봉 중에는 작은 로봇 팔이 암석 코어가 채워진 튜브를 7개의 디스펜서 중 하나로 옮기고 개방된 끝을 기다리고 있는 씰에 밀착시킨다. 미션 중 샘플 튜브가 밀봉된 이전 17번의 경우, 씰은 튜브 안으로 완전히 밀려 들어갔다. 이를 통해 씰을 디스펜서에서 추출하고 팔이 씰-튜브 조합을 다른 스테이션으로 옮겨 서로 압착하여 밀폐 씰을 만들 수 있었다. 그러나 샘플 처리 시스템이 Mageik 샘플 튜브에 씰을 분배하려고 시도했을 때, 씰이 너무 많은 저항에 부딪혀 빠져나오지 못했다. 샘플링 시스템은 씰이 없음을 자동으로 감지하고 밀봉되지 않은 튜브를 안전하게 보관하여 튜브와 샘플 하드웨어가 안정적인 구성으로 유지되도록 했다.

씰이 배포되지 않은 가능한 원인 중 하나는 화성 먼지가 튜브 내부 표면의 한 위치에 부착되어 먼지가 성공적인 결합 및 추출을 방해했을 수 있다는 것이다. 밀폐 씰을 보장하기 위해 튜브와 씰 사이의 허용 오차는 필연적으로 극히 작다: 0.00008인치 (0.002mm). 로버의 CacheCam은 튜브 입술에 약간의 먼지가 쌓인 이미지를 캡처했지만, 카메라의 튜브 내부 표면 이미징 기능은 매우 제한적이다.

다시 시도된 밀봉은 2022년 11월 16일 (솔 )에 성공적으로 완료되었다.192022년 10월 14일(솔 )SN188SN15310464848-5SN073목격 튜브 (비어 있음)frameless|80pxWB3frameless|80px2023년 1월 28일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "10"해당 없음해당 없음2.31 x 10−6 mol목격 튜브는 샘플을 수집하지 않지만, 화성 환경을 "목격"하기 위해 샘플링 위치 근처에서 열린다. 목격 튜브는 암석 또는 토양 샘플을 수집하지 않고 샘플 수집 절차를 거치며, 화성 샘플과 마찬가지로 밀봉되어 저장된다. 목격 튜브는 샘플 수집 중 잠재적인 지구 오염 물질이 감지되도록 보장하는 것을 목표로 한다. 이는 지구로 귀환하여 분석될 샘플의 유효성을 제공하기 위함이다. WTA 처리 중 두 가지 결함이 발생했다. 솔 584에서 시뮬레이션된 코어링 중 결함이 발생하여 일반적으로 7번의 스핀들/타격 동작 중 5번만 수행되었고, 타격-섭취 동작은 실행되지 않았다. 이상 현상 복구가 진행되는 동안 튜브는 코어러에 남아 있었고, 일반적인 WTA/샘플 노출 시간보다 약 10배 더 오래 화성 환경에 노출되었다. 두 번째 결함은 솔 586에 튜브가 밀봉된 후 발생했으며, 밀폐된 WTA는 솔 591까지 높은 온도(최대 40°C)에서 밀봉 스테이션에 남아 있었다. 목격 튜브는 2022년 10월 14일 (솔 )에 성공적으로 밀봉되었고, 2022년 10월 19일(솔 )에 저장되었다.202022년 11월 24일(솔 ) – 2022년 11월 29일(솔 )SN242SN15110464848-5SN113세립질, 중간 정도 분류된 퇴적암, 황산염 함유 조립질 사암 암석 샘플frameless|80pxKukaklekHidden Harbor1.78 x 10−6 molHidden Harbor, Delta Front암석에 이전에 마모된 마모 패치에서 채취한 첫 번째 샘플. 2022년 11월 29일(솔 )에 채취되었다.212022년 12월 2일(솔 )SN059SN09810464848-5SN063레골리스 모래 샘플, 퇴적물 및 화성 입자 혼합 가능frameless|80pxAtmo MountainObservation Mountain1.87 x 10−6 molObservation Mountain, Delta Front첫 번째 레골리스 샘플.222022년 12월 7일(솔 )SN173SN19110464848-6SN106레골리스 모래 샘플, 퇴적물 및 화성 입자 혼합 가능frameless|80pxCrosswind Lakeframeless|80px2022년 12월 29일 (솔 ) 스리 포크스 샘플 지점 "3"Observation Mountain1.88 x 10−6 molObservation Mountain, Delta Front232023년 3월 30일(솔 )SN214SN0661064848-5SN150세립/중립 사암 암석 샘플frameless|80pxMelynBerea Outcrop1.5 x 10−6 molBerea, Tenby, Upper Fan샘플 저장소 완성 후 채취한 첫 번째 샘플이자 새로운 임무 캠페인 하에 채취된 첫 번째 샘플.242023년 5월 23일(솔 )SN254SN05610464848-3SN064중간 입자-자갈 역암 퇴적암 샘플frameless|80px해당 없음 (샘플 수집이 적어 이 지점에서 채취 포기.)Onahu outcrop (캐싱되지 않음)해당 없음Onahu, Upper Fan첫 번째 시도에서는 불행히도 너무 작은 샘플이 나왔고, 두 번째 시도는 실패했으며, 캐싱을 하면 또 다른 빈 루비옹 대기 샘플 튜브가 될 것이었다.

역암 암석은 많은 암석 쇄설물로 구성되어 있기 때문에 과학 팀에게 특별한 관심사이다. 이 독특한 쇄설물은 시간이 지남에 따라 서로 굳어져 역암을 형성한다. 중요한 것은 이 쇄설물은 예제로 분화구로 훨씬 더 먼 곳에서 운반되었을 가능성이 높다는 것이다. 역암 샘플에 포획된 독특한 쇄설물과 시멘트를 분석하면 이러한 물질이 어디에서 유래했는지, 얼마나 멀리 이동했는지, 그리고 쇄설물이 처음 형성되었을 때와 역암이 형성되었을 때 모두 화성 환경이 어떠했는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.252023년 6월 4일(솔 )frameless|80px해당 없음 (암석 샘플 수집 실패 후 포기)해당 없음해당 없음262023년 6월 23일(솔 )frameless|80pxOtis PeakEmerald Lake1.3 x 10−6 molEmerald Lake, Upper Fan272023년 7월 27일(솔 )SN258SN45110464848-4SN196frameless|80px해당 없음 (샘플 수집이 적어 이 지점에서 채취 포기.)Dream Lake해당 없음해당 없음Dream Lake, Upper Fan첫 번째 시도에서는 불행히도 너무 작은 샘플이 나왔고, 캐싱을 하면 또 다른 빈 루비옹 대기 샘플 튜브가 될 것이었다.282023년 9월 15일(솔 )frameless|80pxPilot Mountain1.2 x 10−6 mol292023년 9월 23일(솔 )SN178SN02410464848-6SN113변성 단계가 있는 중립-조립질 사암 (또는 변성된 화성암) 암석 샘플frameless|80pxPelican PointHans Amundsen Memorial Workspace1.23 x 10−6 molHans Amundsen Memorial Workspace, Margin Unit302023년 10월 21일(솔 )SN263SN01810464848-6SN089frameless|80pxLefroy BayTurquoise Bay1.61 x 10−6 molTurquoise Bay, Margin Unit312024년 3월 11일(솔 )SN174SN21410464848-6SN026 조립질 사암 또는 변성된 (이산화 규소-교결된 탄산염암, 사문석화된) 고철질-초고철질 화성암 샘플frameless|80pxComet GeyserBunsen Peak1.52 x 10−6 molBunsen Peak, Margin Unit322024년 7월 21일(솔 )SN244SN227SN226주로 점토/실트 크기 입자를 포함하는 세립질 황산염 맥 퇴적암 샘플frameless|80pxSapphire CanyonCheyava Falls1.30 x 10−6 molCheyava Falls, Crater Rim고대 화성 미생물 생명체 때문일 수 있는 화성에서 발견된 최초의 생물학적 특징으로 추정됨.332025년 1월 28일(솔 )화성암/충격암frameless|80pxSilver MountainShallow BayWitch Hazel Hill, Crater Rim342025년 3월 2일(솔 )SN14010464848-6SN071사문암frameless|80pxGreen GardensTablelandsWitch Hazel Hill, Crater Rim352025년 3월 10일(솔 )화성암/충격암frameless|80pxMain RiverBroom PointWitch Hazel Hill, Crater Rim352025년 5월 7일(솔 ) (캐싱되지 않음)화성암/충격암frameless|80pxBell IslandPine Pond-벨 아일랜드 샘플 튜브는 의도적으로 밀봉되지 않은 채 남겨졌다. 임무 팀은 새로운 목표를 탐색하면서 유연성을 유지하고 벨 아일랜드 샘플의 품질을 떨어뜨리지 않는 새로운 관행을 유지한다고 결정했다.362025년 7월 2일(솔 )화성암 또는 퇴적암frameless|80pxGallantsSalmon PointKrokodillen, Crater Rim출처:

 샘플 및 저장소 개요 

 저장된 샘플 유형 

 시추 구멍 

 스리 포크스 화성 샘플 저장소 

 스리 포크스 샘플 저장소 
NASA의 퍼서비어런스 화성 탐사 로버의 MSR 캠페인을 위한 과학 및 샘플 캐싱 작업이 화성 1년 가까이 진행된 후, 로버는 저장된 10쌍의 샘플 중 각 쌍에서 하나씩 샘플을 스리 포크스 샘플 저장소에 예치했으며, NASA는 결국 이 샘플들을 지구로 귀환시킬 계획이다. 샘플 예치 과정은 2022년 12월 19일에 시작하여 2023년 1월 28일에 완료되었다. 이 저장소는 퍼서비어런스가 보유하고 있는 10개의 샘플을 전달할 수 없는 경우를 대비한 백업 지점 역할을 할 것이다. 퍼서비어런스는 MSR 캠페인의 후속 임무에서 NASA와 ESA가 샘플을 회수할 수 있도록 비교적 평평한 지형인 스리 포크스 지역에 백업 샘플을 예치하고 있다. 스리 포크스는 또한 샘플 회수 착륙선의 백업 착륙 지점으로 선택되었다. 이곳은 테이블 상판처럼 평평하고 부드러운 비교적 온화한 곳이다.
퍼서비어런스의 복잡한 샘플링 및 캐싱 시스템은 로버의 복부 내부에서 금속 튜브를 회수하고, 내부 Cachecam으로 마지막으로 한 번 더 확인하고, 샘플을 화성 표면의 신중하게 선택된 지점에 ~ 떨어뜨리는 데 거의 한 시간이 걸린다.
섬네일|화성 퍼서비어런스 로버 – 바람이 거대한 먼지 구름을 일으킴 (2021년 6월 18일)
튜브는 한 지점에 쌓이지 않을 것이다. 대신 각 튜브 투하 위치는 지름이 약 인 "작동 영역"을 가질 것이다. 이를 위해 튜브는 제안된 샘플 회수 착륙선 착륙 지점 근처에서 각 샘플이 서로 약 에서 ~ 떨어진 10개의 지점에 복잡한 지그재그 패턴으로 배치될 것이다. 이 계획에는 여러 가지 이유가 있지만, 주로 샘플 회수 헬리콥터의 설계에 달려 있다. 이 헬리콥터는 한 번에 하나의 튜브만 상호 작용하도록 설계되었다. 샘플 회수 착륙선 근처에서 이륙하여 샘플 튜브 근처에 착륙하고, 회수를 위한 정확한 위치로 이동한 다음, 상승선으로 전달하기 위해 SRL로 돌아올 것이다. 2025년 1월 현재, NASA는 샘플 회수 착륙선에 대한 설계를 확정하지 못했다.
섬네일|퍼서비어런스가 예제로 충돌구를 가로지르는 먼지 회오리를 관찰한다
퍼서비어런스가 각 튜브를 떨어뜨리기 전과 후에, 임무 통제관은 로버의 SHERLOC WATSON 카메라에서 수많은 이미지를 검토할 것이다. SHERLOC WATSON 카메라의 이미지는 튜브가 로버 바퀴 경로로 굴러가지 않았는지 확인하는 데도 사용된다. 또한 튜브가 끝에 서 있는 방식으로 착륙하지 않았는지 확인한다(각 튜브에는 미래 임무에서 쉽게 집어 올릴 수 있도록 "장갑"이라는 평평한 끝 부분이 있다). 이는 JPL의 화성 마당에서 퍼서비어런스의 지구 쌍둥이인 OPTIMISM으로 테스트할 때 5% 미만의 시간 동안 발생했다. 화성에서 이런 일이 발생할 경우를 대비하여, 임무는 퍼서비어런스가 로봇 팔 끝의 터렛 일부로 튜브를 조심스럽게 넘어뜨리도록 일련의 명령을 작성했다.
섬네일|퍼서비어런스 샘플 저장소 지도
이 SHERLOC WATSON 카메라 이미지는 또한 화성 샘플 귀환 팀에게 샘플이 수집되기 전에 먼지나 모래로 덮일 경우 튜브를 찾는 데 필요한 정확한 데이터를 제공할 것이다. 화성은 바람이 많이 불지만, 지구와는 다르다. 화성의 대기는 지구 대기보다 100배 희박하므로 화성의 바람은 속도를 낼 수 있지만(먼지 회오리), 많은 먼지 입자를 들어 올리지는 않는다. 화성의 바람은 물론 미세 먼지를 들어 올려 표면에 남길 수 있지만, 상당한 먼지가 쌓이더라도 이러한 예치 패턴 이미지는 회수에 도움이 될 것이다.

10개의 샘플을 보관하는 작업이 완료된 후, 퍼서비어런스는 임무를 계속하여 분화구 바닥을 가로질러 삼각주의 정상으로 올라갔다. 로버는 분화구 가장자리를 따라 이동하며 더 많은 튜브를 저장했고, 이제 각 지점에서 단일 샘플을 채취하는 계획을 따랐다. 이전에는 샘플을 쌍으로 수집했고, 각 쌍에서 하나의 샘플이 저장소에 보관되었다. 각 쌍의 다른 구성원은 로버에 남아 있다.

 샘플 회수 
화성 샘플 귀환 임무는 설계 초기 단계에서 ESA 샘플 페치 로버와 그에 관련된 두 번째 착륙선, 그리고 샘플을 화성에서 지구 귀환 궤도선으로 발사할 화성 상승선과 그 착륙선으로 구성되었다. 그러나 퍼서비어런스의 예상 수명을 고려하고 비용 초과 문제가 발생하면서, 기존 로버가 샘플을 샘플 회수 착륙선(SRL)으로 운반하는 주요 수단이 될 것이라고 결정되었다.

 샘플 회수 착륙선 
샘플 회수 임무에는 2028년에 5개의 태양 전지판 샘플 귀환 착륙선을 화성 상승선과 2대의 샘플 회수 헬리콥터와 함께 퍼서비어런스의 백업으로 발사하는 것이 포함된다. SRL 착륙선은 평균 두 대의 차고 크기이며 무게는 약 이다. 완전히 전개되었을 때 잠정적으로  너비,  높이로 계획되어 있다. 착륙선의 페이로드 질량은 퍼서비어런스 로버의 두 배인 약 이다. 착륙선은 화성 샘플의 이송을 용이하게 하기 위해 퍼서비어런스 로버에 가까이 있어야 한다. 목표 지점에서  이내에 착륙해야 한다. 이는 이전 화성 로버 및 착륙선보다 훨씬 더 가깝다. 따라서 착륙선에는 화성에 착륙하기 위한 보조 배터리가 있을 것이다. 착륙선은 퍼서비어런스를 안전하게 착륙시키는 데 성공했던 NASA의 지형 상대 항법의 강화된 버전을 활용할 것이다. 새로운 강화된 착륙선 비전 시스템은 다른 개선 사항 외에도 두 번째 카메라, 고도계, 정밀 착륙을 위한 추진 사용 능력을 추가할 것이다. 2029년에 스리 포크스 근처에 착륙할 계획이다.

 샘플 이송 팔 
섬네일|ESA 샘플 이송 팔
마스 2020 로버와 헬리콥터는 샘플을 SRL 착륙선으로 운반할 것이다. SRL에 유럽 우주국이 제작한 약  길이의 샘플 이송 팔은 샘플을 추출하여 상승선의 샘플 귀환 캡슐에 적재하는 데 사용될 것이다.

 화성 샘플 회수 헬리콥터 

MSR 캠페인에는 인제뉴어티급 헬리콥터가 포함되며, 두 헬리콥터 모두 작은 로봇 팔의 도움을 받아 샘플을 수집하여 퍼서비어런스 로버에 문제가 발생할 경우 SRL로 이동시킬 것이다.

 화성 상승선 (MAV) 

화성 상승선(MAV)은 수집된 샘플을 화성 표면에서 지구 귀환 궤도선으로 전달할 2단, 고체 연료 로켓이다. 2022년 초, 록히드 마틴은 NASA 마셜 우주비행센터와 협력하여 MAV를 개발하고 노스롭그루먼의 엔진을 사용하기 위한 계약을 체결했다. 이 로켓은 발사 시 로켓의 순수한 무게와 배기 가스로 인해 SRL이 미끄러지거나 기울어지는 등 이륙 문제 발생 가능성을 없애기 위해 착륙선 위  또는 화성 표면 위  상공으로 초당 의 속도로 발사 직전에 공중으로 사출될 계획이다. 앞쪽이 뒤쪽보다 약간 더 강하게 던져져 로켓이 화성 하늘을 향해 위쪽으로 향하게 될 것이다. 따라서 수직 사출 제어 팁오프 해제(VECTOR) 시스템은 발사 중 약간의 회전을 추가하여 로켓을 표면에서 위쪽으로 기울이게 한다. MAV는  궤도에 진입할 것이다. 이 로켓은 SRL 내부의 실린더에 보관되며 열 보호 코팅이 되어 있을 것이다. 로켓의 1단계(SRM-1)는 75초 동안 연소될 것이다. SRM1 엔진은 짐벌(gimbal)할 수 있지만, 대부분의 짐벌링 고체 로켓 모터 노즐은 MAV가 경험할 극심한 추위를 견딜 수 없도록 설계되어 있으므로 노스롭그루먼 팀은 초음속 분할 라인을 특징으로 하는 최첨단 트랩드 볼 노즐을 개발해야 했다. SRM1 연소 후 MAV는 약 400초 동안 순항 기간을 유지할 것이다. 이 시간 동안 MPA 공기 역학 페어링과 전체 1단계는 차량에서 분리될 것이다. 단계 분리 후 2단계는 측면에 장착된 소규모 RCS 추진기를 통해 스핀업을 시작할 것이다. 전체 2단계는 유도되지 않으며 약 175 RPM의 속도로 스핀 안정화될 것이다. 목표 스핀 속도에 도달하면 2단계(SRM-2)가 점화되어 약 18-20초 동안 연소되어 근점(periapsis)을 높이고 궤도를 원형으로 만들 것이다. 2단계는 능동 유도 대신 무게를 절감하기 위해 스핀 안정화될 예정이며, 화성 샘플은 알려지지 않은 페이로드 질량 분포를 초래할 것이다. 스핀 안정화는 로켓을 더 가볍게 만들어 궤도까지 능동 제어를 수행할 필요가 없도록 한다.
SRM2 연소 후, 2단계는 SRM2의 잔여 추력이 발생하는 동안 최대 10분 동안 순항할 것이다. 그런 다음 측면에 장착된 작은 디스핀 모터가 발사되어 스핀 속도를 40 RPM 미만으로 줄일 것이다. 목표 궤도에 도달하면 MAV는 MPA에 궤도 샘플 컨테이너(OS)를 배출하도록 명령할 것이다. 사용된 MAV 2단계는 궤도에 남아 최대 25일 동안 호스팅된 무선 비콘 신호를 송출할 것이다. 이는 ERO에 의한 OS 포획을 돕는 데 도움이 될 것이다.

MAV는 2028년에 SRL 착륙선에 탑재되어 발사될 예정이다.

 샘플 귀환 

 지구 귀환 궤도선 (ERO) 
ERO는 ESA가 개발한 우주선이다. 여기에는 NASA가 제작한 포획 및 격리 및 귀환 시스템(CCRS)과 일렉트라 UHF 통신 패키지가 포함된다. 이 궤도선은 MAV가 낮은 화성 궤도(LMO)에 전달하는 샘플과 랑데부할 것이다. ERO 궤도선은 약 (가장 큰 화성 궤도선)의 무게와  이상의 날개폭을 가진 태양 전지판을 가질 계획이다. 이 태양 전지판은 지금까지 우주로 발사된 것 중 가장 큰 것 중 일부이다.

ERO는 2027년에 아리안 6 로켓에 실려 발사될 예정이며, 2029년에 화성에 도착하여 이온 추진과 별도의 화학 추진 요소를 사용하여 점차적으로 적절한  궤도에 도달한 다음 궤도를 도는 샘플과 랑데부할 것이다. MAV의 2단계 무선 비콘은 ESA 지구 귀환 궤도선이 궤도 샘플을 반사광으로 보고 지구로 귀환하기 위해 포획할 수 있을 만큼 충분히 가까이 갈 수 있도록 필요한 정보를 관제사에게 제공할 것이다. 이를 위해 ERO는 고성능 카메라를 사용하여  이상의 거리에서 궤도 샘플을 감지할 것이다. "고정"되면 ERO는 랑데부 단계 내내 카메라와 LiDAR를 사용하여 지속적으로 추적할 것이다. 샘플 용기와 정렬되면 포획, 격리 및 귀환 시스템이 전원을 켜고 포획 뚜껑을 열고 포획 센서를 켤 것이다. ESA의 궤도선은 샘플 용기를 추월하고 "삼키기" 위해 초당 1~2인치(2.5~5cm)의 속도로 샘플 용기 쪽으로 이동할 것이다. 샘플 용기가 안전하게 내부에 있음을 감지하면 포획, 격리 및 귀환 시스템이 빠르게 뚜껑을 닫을 것이다. 따라서 궤도선은 궤도에서 캐니스터를 회수하고 밀봉하며 NASA가 제작한 로봇 팔을 사용하여 밀봉된 컨테이너를 지구 재진입 캡슐에 넣을 것이다.  CCRS는 궤도 샘플의 외부를 철저히 살균하고 EES 내부에 이중 밀봉하여 최대 과학적 회수를 위해 샘플을 안전하게 격리하고 손상되지 않도록 보조 격리 장벽을 만드는 역할을 할 것이다. 궤도선은 궤도를 높이고 추진 요소(샘플 살균 후 쓸모없는 약 의 CCRS 하드웨어 포함)를 투하한 다음 2033년 화성-지구 이송 창 동안 지구로 귀환할 것이다.

ERO는 전체 비행 동안 받은 총 방사선량을 측정할 것이다. 결과는 우주선의 건강을 모니터링하고 미래 화성 여행에서 인간 탐험가를 보호하는 방법에 대한 중요한 정보를 제공하는 데 도움이 될 것이다.

 지구 진입 비행체 (EEV) 
섬네일|유타주에 있는 오시리스-렉스 샘플 귀환 캡슐 (EEV는 낙하산이 없는 착륙을 견딜 수 있도록 구조적 강화를 추가한 유사한 디자인을 가질 것이다)
포획/격리 및 귀환 시스템(CCRS)은 샘플을 EEV에 보관할 것이다. EEV는 낙하산 없이 지구로 귀환하여 수동으로 착륙할 것이다. 지구 도착 약 일주일 전, 그리고 전체 시스템 안전 점검을 성공적으로 완료한 후에만 ERO 우주선은 지구 귀환 단계에 진입하도록 구성될 것이다. 궤도선이 지구에서 3일 거리에 있을 때, EEV는 주 우주선에서 분리되어 미리 정해진 착륙 지점으로 정밀 진입 궤적을 비행할 것이다. 분리 직후, 궤도선 자체는 태양 주위 궤도에 진입하기 위한 일련의 기동을 수행하여 지구로 다시 돌아오지 않을 것이다. 유타 시험 훈련장의 사막 모래와 차량의 충격 흡수 재료는 샘플을 충격력으로부터 보호할 계획이다. EEV는 2033년에 지구에 착륙할 예정이다.

 갤러리 

 같이 보기 

 태양계 탐사 연표
 유럽 우주국 프로그램 및 임무 목록

 내용주 

 각주 

 외부 링크 
 Mars Sample return media reel produced by NASA and JPL (video)

분류:화성 탐사선
분류:유럽 우주국의 우주 탐사선