錢航 張新龍

尋找地外生命，永遠(yuǎn)是人類的終極追求之一。1975年8月20日和9月9日，美國國家航空航天局（NASA）分別發(fā)射了海盜1號(hào)火星探測(cè)器和海盜2號(hào)火星探測(cè)器，用于探索火星上是否存在生物。

它們“兩兄弟”在火星著陸后，著陸器上的科學(xué)儀器就馬不停蹄地開展了4項(xiàng)生物實(shí)驗(yàn)——?dú)庀筚|(zhì)譜實(shí)驗(yàn)、氣體交換實(shí)驗(yàn)、標(biāo)記釋放實(shí)驗(yàn)和熱解釋放實(shí)驗(yàn)。

其中，標(biāo)記釋放實(shí)驗(yàn)提取了火星土壤樣本，并注入含有放射性碳-14的營養(yǎng)液，加熱后存放在海盜號(hào)內(nèi)部的昏暗環(huán)境中。兩個(gè)月后，科學(xué)家們對(duì)樣本進(jìn)行檢測(cè)，看是否出現(xiàn)二氧化碳和甲烷等放射性的代謝氣體。如果火星土壤中存在微生物，會(huì)代謝有機(jī)化合物，并釋放出二氧化碳，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將呈陽性，否則為陰性。

而實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人極其震驚——海盜1號(hào)和海盜2號(hào)相距6500千米，但是它們的標(biāo)記釋放實(shí)驗(yàn)都呈陽性。不但地表土壤產(chǎn)生了這樣的結(jié)果，就連巖石下方的土壤也產(chǎn)生了陽性結(jié)果。

?海盜號(hào)火星探測(cè)器生物實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)圖（供圖/錢航）

這是否意味著，火星土壤中存在微生物呢？

答案是否定的。因?yàn)槠渌?項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都產(chǎn)生了陰性結(jié)果。所以最終的報(bào)告顯示，無法提供明確的證據(jù)證明火星存在活著的微生物。

在此之后，又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些與火星生命有關(guān)的證據(jù)。比如，1996年，科學(xué)家在一份火星隕石樣本中，發(fā)現(xiàn)了類似細(xì)菌的結(jié)構(gòu)。但是，科學(xué)家認(rèn)為，這種結(jié)構(gòu)也可以用非生命過程解釋。

后來，科學(xué)家們從一份具有30億年歷史的火星巖石樣本中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)分子。雖然這不足以說明火星上一定存在生命，但對(duì)于尋找地外生命而言，這些發(fā)現(xiàn)無疑是個(gè)好兆頭。

?星艦（供圖/錢航）

?位于中國甘肅省的火星1號(hào)基地

人類除了在火星上搜尋生命的痕跡，還有一項(xiàng)重要任務(wù)，那就是踏足火星，然后在火星上建立基地，最后移民火星。

2017年，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）宣布將建造大型航天器前往火星，這個(gè)航天器就是星艦。

人類也在地面上模擬了火星的生活，比如中國在甘肅省建立了火星1號(hào)基地。該基地還原了火星環(huán)境，既可以進(jìn)行太空科學(xué)相關(guān)研究、實(shí)驗(yàn)和模擬訓(xùn)練，又可以開展火星主題的天文、航天類科普教育活動(dòng)?；蛟S在不久后，人類真的能成功踏上火星。

如果人類真的可以到達(dá)火星，火星上的宜居之地在哪里呢？

答案是火星的兩極區(qū)域。2018年，科學(xué)家在火星南極的冰蓋下發(fā)現(xiàn)了一個(gè)寬20千米的地下大湖。這是人類首次確定火星上存在液態(tài)水。盡管這個(gè)地下湖水很咸，是灘“鹵水”，但這一發(fā)現(xiàn)激勵(lì)著科學(xué)家們繼續(xù)熱情高漲地在火星上尋找宜居水系。

?天問一號(hào)傳回的火星北極冰蓋圖像（圖片來源/國家航天局）

火星的另一處宜居之地是火星赤道的天然洞穴以及地表的熔巖管道。這些地方可以使人類免受輻射的危害。而且在洞穴或者管道下面還可能存在地?zé)崮茉?，可以讓人類生活在適宜的溫度中。

而火星北極和赤道之間的大平原地區(qū)也是不錯(cuò)的選擇。這里地勢(shì)平緩，適合火星載人飛船登陸。而且，這個(gè)區(qū)域長期存在著火山噴發(fā)，埋藏著許多寶貴的礦藏。

要保障火星航天員的生存與生活，就需要空氣、水、食物與能源。

利用太陽能和核能已經(jīng)在火星巡視器上被證明是可行的。太陽能電池板可為未來生活在火星的人類提供能量，大型同位素溫差發(fā)電機(jī)也可以成為它的輔助設(shè)備。

火星地下有3%的水冰，北極冰蓋底部也含有大量的水冰，簡單加熱就可以獲得液態(tài)水。

我們?cè)诘厍蚝涂臻g站上已經(jīng)試驗(yàn)了各種種植技術(shù)，比如無土栽培。相信在火星基地里，種植和收獲作物也不是難題。

氧氣可以通過加熱高氯酸鹽得到，也可以通過電解水得到。二氧化碳就更好獲得了，火星大氣的96%都是二氧化碳，兩極也有干冰形式的二氧化碳存在。當(dāng)然，我們也可以嘗試在火星上種植植物，或者培養(yǎng)藻類或者細(xì)菌，以制造氧氣與二氧化碳。

不過，想在火星上生存，還存在著各種問題。比如，火星的發(fā)射窗口是26個(gè)月，人類在太空中生活的最長紀(jì)錄也只有437天。而且在火星上長時(shí)間停留可能會(huì)給人類帶來難以磨滅的生理和心理影響。這需要人類的航天技術(shù)更進(jìn)一步發(fā)展才行。

人類的好奇心永不熄滅，對(duì)于火星的探索永不停止。相信在將來的某一天，人們一定可以登上火星，完全揭開火星神秘的面紗，解答關(guān)于火星的疑問！

?環(huán)繞器與火星合影（圖片來源/國家航天局）

2022年1月1日，中國國家航天局發(fā)布中國首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)探測(cè)器從遙遠(yuǎn)火星傳回的一組精美圖像，圖像包含環(huán)繞器與火星合影、環(huán)繞器局部特寫、火星北極冰蓋、祝融號(hào)火星車拍攝火星地貌等內(nèi)容，展示環(huán)繞器、祝融號(hào)火星車工作狀態(tài)及獲取的火星表面形態(tài)。

截至2021年12月31日，天問一號(hào)環(huán)繞器在軌運(yùn)行526天，當(dāng)前距離地球約3.5億千米，通信時(shí)延約19.5分鐘;火星車在火星表面工作225個(gè)火星日，累計(jì)行駛超過1400米。目前，天問一號(hào)任務(wù)正在按計(jì)劃開展探測(cè)和相關(guān)測(cè)試，共傳回約560GB原始科學(xué)數(shù)據(jù)，兩器狀態(tài)良好，運(yùn)行正常。巡視探測(cè)期間，祝融號(hào)火星車高效運(yùn)行，獲取了巡視區(qū)域地形地貌影像、行駛路徑磁場信息和地下剖面結(jié)構(gòu)信息、巖石、沙丘等典型地物的成分信息、溫度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速氣象信息等第一手科學(xué)數(shù)據(jù)。

?祝融號(hào)碾過的火星土壤（圖片來源/國家航天局）

（責(zé)任編輯 / 高琳? ? 美術(shù)編輯 / 周游）