1964年，美國(guó)“水手4號(hào)”探測(cè)器成功繞火星軌道運(yùn)行，標(biāo)志著人類火星探索的開(kāi)始。自那時(shí)以來(lái)，人類已派出50多個(gè)火星任務(wù)，雖然只有大約一半成功，但目前我們已經(jīng)知道火星是一個(gè)覆蓋著碎石的冰冷星球，大氣層非常稀薄，兩極有水，過(guò)去可能有生命存在。人類已經(jīng)在火星表面利用好奇號(hào)漫游者對(duì)巖石和土壤進(jìn)行初步的化學(xué)分析，然而，將火星土壤樣本帶回地球近距離觀察將更為理想，這樣科學(xué)家就可以對(duì)火星上的土進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查，以研究其化學(xué)成分和可能的有機(jī)化合物，而且這些結(jié)果可以在其他實(shí)驗(yàn)室得到驗(yàn)證，而且隨著取樣技術(shù)的改進(jìn)，土壤也可以繼續(xù)多次測(cè)試。
事實(shí)上美國(guó)NASA和歐洲航天局ESA已經(jīng)在計(jì)劃這么一個(gè)項(xiàng)目，將火星土壤帶回地球，這將為我們了解火星土壤化學(xué)和可居住性的前景提供一個(gè)關(guān)鍵的飛躍。不用說(shuō)，這將是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的任務(wù)，包括從地球上發(fā)射三次不同的火箭，從開(kāi)始到結(jié)束都有多個(gè)潛在的失敗點(diǎn)，該計(jì)劃許多細(xì)節(jié)仍處于設(shè)計(jì)階段，最樂(lè)觀的設(shè)想是2030年之后的回歸日期，但該項(xiàng)目將包括三個(gè)主要階段。
第一階段將包括NASA的2020年即將發(fā)射的火星探測(cè)器。該探測(cè)器已經(jīng)具備了收集土壤樣本的能力，這些土壤樣本將被封裝在密封的管道中，并被隨后的著陸器緩存起來(lái)，以備日后回收。此外，ESA的ExoMars火星車（計(jì)劃于2021年登陸火星）將深入火星表面并收集樣本。
第二階段，第二艘小型漫游者將收集樣本，并將它們送到火星上升運(yùn)載火箭上�；鹦巧仙\(yùn)載火箭是一種小型火箭，將土壤樣本容器發(fā)射到火星軌道上。這個(gè)裝有土壤樣本的容器將環(huán)繞火星運(yùn)行，直到任務(wù)的第三階段，也就是最后階段。
第三階段將從地球?qū)?huì)向火星發(fā)射一艘宇宙飛船如“獵戶座”航天器，在那里它將與土壤容器會(huì)合，把容器捕獲，然后將其攜帶返回地球。一旦到達(dá)地球，宇宙飛船將進(jìn)入大氣層并在美國(guó)某處著陸。這個(gè)土壤容器將被回收、隔離，最后由一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分析。
火星樣本返回將會(huì)帶來(lái)一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)，但科學(xué)家們已經(jīng)在考慮如何處理返回地球上的火星樣本。例如，火星連同木衛(wèi)二和土衛(wèi)二被指定為行星保護(hù)V級(jí)限制地球返回體，這個(gè)詞是NASA為那些被認(rèn)為對(duì)化學(xué)進(jìn)化過(guò)程或生命起源有重大意義的宇宙物體保留的。
關(guān)于火星的巖石和土壤，有必要在嚴(yán)格的控制下，并使用特定的技術(shù)，及時(shí)對(duì)收集并帶回地球的未經(jīng)消毒的樣品進(jìn)行分析。如果發(fā)現(xiàn)了任何非地球復(fù)制實(shí)體的跡象，返回的樣本必須封閉式保持，除非進(jìn)行有效的消毒處理。在任何火星樣本被發(fā)布到普通科學(xué)界進(jìn)行研究之前，必須準(zhǔn)備一份樣本發(fā)布前的生物危害和生命檢測(cè)報(bào)告，以證明樣本不會(huì)傷害地球的生物圈。
