Ett kritiskt NASA-uppdrag i sökandet efter liv bortom jorden, Mars Sample Return, är i trubbel. Dess budget har ökat från 5 miljarder US$ till över 11 miljarder US$, och datumet för provets återlämnande kan glida från slutet av detta decennium till 2040.
Uppdraget skulle vara det första att försöka returnera stenprover från Mars till jorden så att forskare kan analysera dem efter tecken på tidigare liv.
NASA-administratören Bill Nelson sa under en presskonferens den 15 april 2024 att uppdraget som det för närvarande är tänkt är för dyrt och för långsamt. NASA gav privata företag en månad på sig att lämna in förslag för att få tillbaka proverna på ett snabbare och mer prisvärt sätt.
Som en astronom som studerar kosmologi och har skrivit en bok om tidiga uppdrag till Mars, har jag sett hur sagan om återkomst utspelar sig. Mars är den närmaste och bästa platsen för att söka efter liv bortom jorden, och om detta ambitiösa NASA-uppdrag skulle klarna av skulle forskare förlora sin chans att lära sig mycket mer om den röda planeten.
De första NASA-uppdragen som nådde Mars yta 1976 avslöjade planeten som en kall öken, obeboelig utan en tjock atmosfär för att skydda livet från solens ultravioletta strålning. Men studier gjorda under det senaste decenniet tyder på att planeten kan ha varit mycket varmare och blötare för flera miljarder år sedan.
Roverarna Curiosity och Perseverance har alla visat att planetens tidiga miljö var lämplig för mikrobiellt liv.
De hittade livets kemiska byggstenar och tecken på ytvatten i det avlägsna förflutna. Curiosity, som landade på Mars 2012, är fortfarande aktiv; dess tvilling, Perseverance, som landade på Mars 2021, kommer att spela en avgörande roll i provets returuppdrag.
Första gången NASA letade efter liv i en sten från Mars var 1996. Forskare hävdade att de hade upptäckt mikroskopiska fossil av bakterier i marsmeteoriten ALH84001. Den här meteoriten är en bit av Mars som landade i Antarktis för 13 000 år sedan och återvanns 1984. Forskarna var oeniga om huruvida meteoriten verkligen hade hyst biologi, och idag är de flesta forskare överens om att det inte finns tillräckligt med bevis för att säga att berget innehåller fossiler.
Flera hundra marsmeteoriter har hittats på jorden under de senaste 40 åren. De är gratisprover som föll till jorden, så även om det kan verka intuitivt att studera dem, kan forskare inte säga var på Mars dessa meteoriter har sitt ursprung. Dessutom sprängdes de från planetens yta av stötar, och dessa våldsamma händelser kunde lätt ha förstört eller förändrat subtila bevis på liv i berget.
Det finns ingen ersättning för att ta tillbaka prover från en region som tidigare varit gästvänlig. Som ett resultat står byrån inför en prislapp på 700 miljoner dollar per uns, vilket gör dessa prover till det dyraste materialet som någonsin samlats in.
Att föra tillbaka Mars-stenar till jorden är det mest utmanande uppdrag NASA någonsin har försökt, och den första etappen har redan börjat.
Uthållighet har samlat in över två dussin sten- och jordprover, och deponerat dem på golvet i Jezero-kratern, en region som troligen en gång var översvämmad med vatten och som kunde ha hyst liv. Rovern lägger in proverna i behållare som är lika stora som provrör. När rovern har fyllt alla provrör, kommer den att samla dem och föra dem till platsen där NASA:s Sample Retrieval Lander kommer att landa. Sample Retrieval Lander inkluderar en raket för att få proverna i omloppsbana runt Mars.
European Space Agency har designat en Earth Return Orbiter, som kommer att mötas med raketen i omloppsbana och fånga provbehållaren i basketstorlek. Proverna kommer sedan automatiskt att förseglas i ett bioinneslutningssystem och överföras till en jordinträdeskapsel, som är en del av Earth Return Orbiter. Efter den långa resan hem kommer ingångskapseln att hoppa fallskärm till jordens yta.
Den komplexa koreografin för detta uppdrag, som involverar en rover, en landare, en raket, en orbiter och koordineringen av två rymdorganisationer, är utan motstycke. Det är boven bakom den stora budgeten och den långa tidslinjen.
Mars Sample Return har blåst ett hål i NASA:s budget, vilket hotar andra uppdrag som behöver finansiering.
NASA-centret bakom uppdraget, Jet Propulsion Laboratory, har precis sagt upp över 500 anställda. Det är troligt att Mars Sample Returns budget delvis orsakade uppsägningarna, men de berodde också på att Jet Propulsion Laboratory hade en överfull platta av planetariska uppdrag och drabbades av budgetnedskärningar.
Under det senaste året väckte en oberoende granskningsnämndsrapport och en rapport från NASA Office of Inspector General djupa farhågor om genomförbarheten av provets returuppdrag. Dessa rapporter beskrev uppdragets design som alltför komplexa och uppmärksammade frågor som inflation, problem med leveranskedjan och orealistiska kostnader och uppskattningar av tidtabeller.
NASA känner också värmen från kongressen. För räkenskapsåret 2024 skar senatens anslagskommitté ner NASA:s budget för planetarisk vetenskap med över en halv miljard dollar. Om NASA inte kan hålla locket på kostnaderna kan uppdraget till och med ställas in.
Inför dessa utmaningar har NASA lagt ut en uppmaning till innovativ design från den privata industrin, med målet att minska uppdragets kostnad och komplexitet. Förslag ska lämnas in senast den 17 maj, vilket är en extremt snäv tidslinje för en så utmanande designinsats. Och det kommer att vara svårt för privata företag att förbättra den plan som experter vid Jet Propulsion Laboratory hade över ett decennium på sig att sammanställa.
En viktig potentiell aktör i denna situation är det kommersiella rymdföretaget SpaceX. NASA samarbetar redan med SpaceX om Amerikas återkomst till månen. För Artemis III-uppdraget kommer SpaceX att försöka landa människor på månen för första gången på mer än 50 år.
Den massiva Starship-raketen som SpaceX kommer att använda för Artemis har dock bara haft tre testflygningar och behöver mycket mer utveckling innan NASA kommer att lita på den med en mänsklig last.
I princip skulle en Starship-raket kunna ta tillbaka en stor nyttolast av Mars-stenar i ett enda tvåårigt uppdrag och till mycket lägre kostnad. Men Starship kommer med stora risker och osäkerheter. Det är inte klart om den raketen skulle kunna returnera proverna som Perseverance redan har samlat in.
Starship använder en startplatta, och det skulle behöva tankas för en återresa. Men det finns ingen startramp eller tankstation vid Jezero-kratern. Starship är designat för att bära människor, men om astronauter åker till Mars för att samla in proverna kommer SpaceX att behöva en Starship-raket som är ännu större än den som den har testat hittills.
Att skicka astronauter medför också extra risker och kostnader, och en strategi att använda människor kan bli mer komplicerad än NASA:s nuvarande plan.
Med alla dessa påtryckningar och begränsningar har NASA valt att se om den privata sektorn kan komma med en vinnande lösning. Vi får svaret nästa månad.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
