太空样本回收方兴未艾。2023年9月24日，美国国家航空航天局（NASA）的OSIRIS-REx（全称为：起源、光谱解析、资源识别与安全-风化层探测器；风化层是覆盖基岩的松散岩石和尘土/土壤的表层）取得了一项复杂工程的重大胜利：它成功将一个包含有史以来最大小行星样本的太空舱送回地球；该样本取自直径500 m的小行星贝努（Bennu）（
图1）[
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3]。几个月前，中国国家航天局（CNSA）也首次邀请国际研究人员申请研究嫦娥五号于2020年带回的月壤样本[
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5]。此外，在NASA的旗舰火星取样返回（MSR）任务遭遇新变故的情况下，由于面临诸多批评和资金问题，NASA正急于调整策略，以确保该任务能够继续推进[
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离开贝努两年半后，OSIRIS-REx样本舱在犹他州的沙漠地带着陆，此时距离发射已经过去了七年之久。样本舱带回了121.6 g的小行星风化层物质，是原目标（60 g）的两倍多（
图2和
图3）[
7]。样本舱能返回地球是幸运的。OSIRIS-REx团队成员、英国伦敦自然历史博物馆行星科学教授兼行星材料组负责人Sara Russell表示，在贝努的采样过程中，需要在机械臂末端放置一个容器，非常复杂。“机械臂触到了行星表面，随后就一直下沉并陷入贝努。幸运的是，航天器依靠推进器得以离开。”
贝努小行星的原始风化层被认为代表了太阳系最古老的组成部分，其相关分析有望提供对地球早期历史的深入了解。超过45亿年前，地球刚刚形成，炽热而干燥[
8]。但是科学家认为，在约40亿年前一个被称为“后期重轰炸期”的时期，众多小行星和彗星的来袭将大量的水和其他物质带到了地球和太阳系的其他行星。贝努样本分析的初步结果似乎支持这一假设，即在极其遥远的过去，类似贝努母体的天体可能为地球上形成生命提供了基础[
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在最近的一次采访中[
10]，OSIRIS-REx的首席研究员、亚利桑那大学（美国亚利桑那州图森市）行星科学教授Dante Lauretta表示，贝努样本的早期检测表明，它主要由含水黏土组成——更具体来说，是一种叫做蛇纹岩的矿物。Lauretta说：“蛇纹岩是由地幔中的岩石被迫上升到海床并与水发生反应时形成的，这种反应会释放热量，至少在地球上是这样，在贝努的母体上可能也发生了类似的过程。这组岩石显然曾与含碳流体发生反应——这是一个重大的发现。”Lauretta的假设是，贝努的岩石来自一个古老的海洋世界，后来这个世界分裂瓦解了[
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然而，也有证据表明贝努的构成物质至少有两个来源，因为样本中部分矿物的形成与水并无关系。法国尼斯蔚蓝海岸大学的宇宙化学教授Guy Libourel说：“样本中还含有另一种来源的无水硅酸盐，如橄榄石。”他的实验室收到了100 mg的贝努样本。“显然，贝努是一个混合体。一个问题是，这个天体最初是在哪里以及如何形成的？”
更紧迫的问题是将贝努的所有组成部分进行分类。科学家已经从OSIRIS-REx航天器的近距离观察中得知，贝努是一个富含碳的天体[
11]。多个科学家团队对样本的早期分析揭示了更多信息。德国慕尼黑亥姆霍兹中心分析化学教授兼分析生物地球化学研究部门主任Philippe Schmitt-Kopplin说：“贝努具有极为丰富的化学多样性，其中不乏众多构成生命的基础物质。”Schmitt-Kopplin的实验室收到了3.3 mg的贝努样本。“我们发现了氨基酸、脂肪酸和其他对生命至关重要的分子。”他说，“这些分子非常容易通过非生物化学反应生成。”
Schmitt-Kopplin表示，在贝努样本中发现的多种分子表明，其形成过程涉及大量水和相对低温下的热液作用。他的团队使用的分析技术包括超高分辨率质谱法，可以区分质量差为一个电子的两个分子。Schmitt-Kopplin说：“能够接触到这样的时间胶囊真是太神奇了。但是我们的分析技术是破坏性的——粉碎样本让我心痛！”
Russell表示，让大家感到惊讶的是样本中磷酸镁的含量，这种物质是贝努黑色岩石中的白色成分[
12]。“起初，我们以为混进了污染物，但后来我们意识到，这些磷酸盐实际上存在于岩石中。”她说，“它是一种在地球上极其罕见的地质矿物。”
Lauretta、Libourel、Russell和Schmitt-Kopplin参与了一个国际联盟，该联盟中已有数百名科学家共同致力于分析贝努样本。相对而言，获取2020年中国嫦娥五号任务取回的月壤则受到限制。不过，2023年8月2日，CNSA公布了一项申请流程，通过该流程，它将向广大国际研究人员提供其月球样本的等分试样[
4]。
该样本是在嫦娥五号月球采样返回任务中从月球的风暴之海（Oceanus Procellarum）采集的。嫦娥五号于2020年11月23日发射，并于次月带着1.731 kg的月壤样本返回地球[
5]。这是自苏联的月球24号任务以来的首次月球样本返回；月球24号任务在1976年采集了170 g的月壤样本[
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国际研究人员的首个申请窗口期为2023年11月6日至12月22日，但对于感兴趣的NASA资助的科学家来说，时间更加紧迫。自2011年以来，被称为“沃尔夫条款”的美国立法实际上禁止了NASA与中国机构进行双边合作[
14]。然而，NASA在2023年11月29日发送给研究人员的一封内部电子邮件中宣布了一个罕见的例外决定，表示已“向国会表明了其意图，允许NASA资助的研究人员向中国国家航天局申请获取嫦娥五号任务带回地球的月球样本”[
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中国提供的这次机会可能促进更广泛的研究，来自美国印第安纳州圣母大学的行星地质学教授Clive Neal对这一前景感到兴奋。Neal参与的国际合作项目不涉及任何NASA资助，因此他参与了嫦娥五号带回的月球玄武岩的早期研究。“这些样本与阿波罗时代的样本取自不同区域，彻底改变了我们解读行星表面年龄和定量结构分析的方式——在许多样本中，我们之前从未见过类似的情况。”Neal说：“嫦娥五号是个了不起的成就，这些样本在CNSA的管理下，将作为礼物不断分发出去，在未来几十年里持续为我们揭示新的奥秘。”
2023年12月22日发表于《中国日报》网站的一次采访中，CNSA发言人许宏亮对已经申请或是打算申请获取嫦娥五号样本的研究人员（包括美国科学家在内）表示欢迎[
16]。他还敦促“美国的有识之士”考虑废除“沃尔夫条款”，以期恢复美国与中国在太空科学和探索方面的国际合作。
当然，“沃尔夫条款”的影响深远。Neal表示，尽管NASA做了例外规定，但许多NASA科学家仍对接受中国提议并申请获取样本存有顾虑。他说：“过去，我曾见过一些科学家仅仅因为被认为有双边合作的迹象，资金就被冻结了。”他还补充道，今年是总统选举年，美国的政治格局可能会迅速发生变化。
政治局势的风起云涌也一直围绕着NASA的旗舰项目——MSR任务[
17]。2023年，由美国国家科学院、美国国家工程院和美国国家医学院共同发起的行星科学十年调查（Planetary Science Decadal Survey）将完成MSR任务确定为NASA未来十年的“最高优先级科学事项”[
18]。但该任务目前正面临着巨大的财务压力。
2023年9月，独立审查委员会（IRB）判定MSR“从一开始就设定了不切实际的预算和进度预期”[
19]。NASA最初估计MSR将耗资53亿美元，计划于2028年前做好发射准备。然而，IRB发现该任务所需预算可能会上升至80亿~96亿美元，而做好发射准备最早也要推迟到2030年[
19]。
对成本进行修订的部分原因是该协作任务规模大、复杂程度高，许多组件必须在极小的误差范围内工作（
图4）[
20]。在一次接受行星学会播客“行星电台”（Planetary Radio）采访时[
21]，评估MSR任务的IRB主席、前NASA火星探索主任Orlando Figueroa将这种情况比作NASA开发詹姆斯·韦布太空望远镜时的情形[
22]。他说：“当你看到詹姆斯·韦布太空望远镜时，整个社会对它的成本增长感到震惊，但天体物理学界从未怀疑过这类设备产生的巨大影响。火星取样返回计划也是如此。整个火星研究界必须团结一致，支持火星探索计划和其中的火星取样返回任务。”
在美国总统拜登的2024年度预算申请中，政府申请为MSR拨款9.49亿美元[
23]。然而，2024年参议院拨款法案回应强调：“如果NASA无法在53亿美元的预算范围内向委员会提供MSR的生命周期成本概况，NASA将被要求缩减MSR项目范围或重新设计MSR项目方案，否则将面临任务取消的风险。”[
24]该法案提议为MSR提供“不少于3亿美元”的资金。然而，2024年3月3日，美国众议院和参议院拨款委员会在2024财年最终拨款法案中撤销了这一最后通牒[
25]，转而要求NASA在平衡科学投资组合的前提下，提交一份关于MSR未来推荐发展路径的报告[
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NASA于2024年4月15日发布了对IRB报告的回应。其提案包括“改善了任务的韧性和风险态势，降低了整体复杂性……缩减了内容……的修订版MSR任务设计”[
27]。在一份附带的声明中NASA局长Bill Nelson说：“我们需要打破常规思维，找到一种既经济又能在合理时间内返回样本的方法。”[
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尽管目前MSR的未来仍不明朗，但在不远的将来会有更多的太空样本取回任务，包括从火星上取回样本。CNSA的嫦娥六号于2024年5月发射，旨在实施首个从月球背面采集月壤并返回的任务[
29]。2024年6月，嫦娥六号任务成功地将样本带回地球。此外，CNSA预计将在2025年发射天问二号，该项样本取回任务旨在从一颗名为震荡天星（Kamo'oalewa）的彗星上采集100 g风化层物质[
30]。2026年，日本宇宙航空研究开发机构将启动火星卫星探测（Martian Moons Exploration）任务，前往火星并勘测其两颗卫星——火卫一和火卫二，随后从火卫一采集样本带回地球[
31]。最后，被认为复杂性低于MSR的天问三号（CNSA的火星样本取回任务）预计将在2030年发射[
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