錢航 張新龍

尋找地外生命，永遠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號火星探測器和海盜2號火星探測器，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項生物實驗——氣象質(zhì)譜實驗、氣體交換實驗、標(biāo)記釋放實驗和熱解釋放實驗。

其中，標(biāo)記釋放實驗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內(nèi)部的昏暗環(huán)境中。兩個月后，科學(xué)家們對樣本進行檢測，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，會代謝有機化合物，并釋放出二氧化碳，實驗結(jié)果將呈陽性，否則為陰性。

而實驗結(jié)果令人極其震驚——海盜1號和海盜2號相距6500千米，但是它們的標(biāo)記釋放實驗都呈陽性。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。

?海盜號火星探測器生物實驗儀器結(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。因為其他3項實驗都產(chǎn)生了陰性結(jié)果。所以最終的報告顯示，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)了有機分子。雖然這不足以說明火星上一定存在生命，但對于尋找地外生命而言，這些發(fā)現(xiàn)無疑是個好兆頭。

?星艦（供圖/錢航）

?位于中國甘肅省的火星1號基地

人類除了在火星上搜尋生命的痕跡，還有一項重要任務(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號基地。該基地還原了火星環(huán)境，既可以進行太空科學(xué)相關(guān)研究、實驗和模擬訓(xùn)練，又可以開展火星主題的天文、航天類科普教育活動?；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。盡管這個地下湖水很咸，是灘“鹵水”，但這一發(fā)現(xiàn)激勵著科學(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)也是不錯的選擇。這里地勢平緩，適合火星載人飛船登陸。而且，這個區(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。

我們在地球和空間站上已經(jīng)試驗了各種種植技術(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。而且在火星上長時間停留可能會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)更進一步發(fā)展才行。

人類的好奇心永不熄滅，對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任務(wù)天問一號探測器從遙遠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、祝融號火星車拍攝火星地貌等內(nèi)容，展示環(huán)繞器、祝融號火星車工作狀態(tài)及獲取的火星表面形態(tài)。

截至2021年12月31日，天問一號環(huán)繞器在軌運行526天，當(dāng)前距離地球約3.5億千米，通信時延約19.5分鐘;火星車在火星表面工作225個火星日，累計行駛超過1400米。目前，天問一號任務(wù)正在按計劃開展探測和相關(guān)測試，共傳回約560GB原始科學(xué)數(shù)據(jù)，兩器狀態(tài)良好，運行正常。巡視探測期間，祝融號火星車高效運行，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）