下一代火星探測器將如何尋找生命跡象

米雯

人類長久以來一直夢想踏上另一個星球，而且鄰居火星的橙色光芒已經(jīng)引起了我們的注意。雖然我們還沒有到過那里，但我們離目標卻越來越近：在過去6年里，美國宇航局已經(jīng)將3個著陸器和4個探測器發(fā)送到這顆紅色星球，全是為了最終把人類送上火星。在2020年的夏天，我們將發(fā)送迄今最先進的機器人使者，上面配備著一套全新的工具。火星2020探測器甚至還沒有被命名，但它已經(jīng)有了一個大目標：尋找生命跡象。

新的探測器將有一些重要的太空任務(wù)需要完成。在2012年，俗稱“好奇號”的火星科學(xué)實驗室，在即將平緩降落在這顆紅色星球的表面之前歷經(jīng)了驚悚的7分鐘。此后，“好奇號”對火星的持續(xù)發(fā)現(xiàn)讓世界各地的科學(xué)家感到吃驚。科學(xué)家可能已經(jīng)知道火星上曾經(jīng)有水，因為其極冠被冷凍水冰所覆蓋，并且表面有明顯的類似河流的渠道。但“好奇號”是第一個證實火星曾經(jīng)覆蓋著水的探測器，這意味著大約30億年前火星曾經(jīng)是一個“宜居”的地方。

“好奇號”還發(fā)現(xiàn)了大氣中甲烷的一個異常來源，它們通常是由生物體釋放的。“有了‘好奇號，我們得到了非常好的證據(jù)，表明火星曾經(jīng)有大量的液態(tài)水?！泵绹詈骄謬姎馔七M實驗室的火星2020副項目科學(xué)家肯·威利福德說，“不僅如此，而且火星上還有支持生命的基本構(gòu)成要素。‘好奇號發(fā)現(xiàn)的證據(jù)不僅僅是水，而是含有有趣化學(xué)成分的水。所有這些都是好的證據(jù)，表明早期的火星是宜居的。我們現(xiàn)在必須弄清楚，到底多久以前存在那些宜居的條件？”

火星2020新探測器是與其前身類似的一套工具，看起來與前身幾乎完全相同，但不是尋找水，而是首次帶著明確任務(wù)去尋找生命跡象?！白詮摹睔W海盜號闡明目標是直接尋找生命證據(jù)以來，我們真的是首次執(zhí)行美國宇航局的任務(wù)”，威利福德說，“火星探險漫游者邁出了繼水之后的關(guān)鍵第一步，‘好奇號邁出了下一步并尋找宜居的證據(jù)?，F(xiàn)在，火星2020將更進一步，直接尋找火星表面曾存在古生物證據(jù)?！?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2017/05/06/sdbg201704sdbg20170426-1-l.jpg" style="">

“古代”是這里的關(guān)鍵詞。經(jīng)過對我們自己的太陽系和其他恒星周圍星球的幾十年研究，大多數(shù)科學(xué)家都認為，我們的星球是銀河系的一個異類。地球上有大量的淡水、充足的氧氣和有助于調(diào)節(jié)我們大氣的郁郁蔥蔥的植物。而火星表面則是一幅寒冷、貧瘠的景觀，從冰冷到令人窒息到輻射到挨餓?！拔覀兘裉炷芰私獾降氖牵缃窕鹦堑谋砻嬲缥覀兯氖欠浅；臎龅??！蓖５抡f?？茖W(xué)家們將使用火星2020的7個儀器尋找微生物化石，它們可能一度在這顆紅色星球的全盛時期居住過甚至繁榮一時。

火星2020將多方面探索表面，就像“好奇號”所做的一樣?！拔覀儗⒆罱K開車到處轉(zhuǎn)悠，就像用‘好奇號所做的那樣?！蓖５陆忉尩溃拔覀儗⒂肕astcam-Z相機勘測火星表面，就像地質(zhì)學(xué)家所做的那樣。當(dāng)我們看到一些有趣并且值得研究的東西時，我們可以指揮探測器開到更近處，此時我們可以打開儀器，因為我們需要進一步研究。”

火星2020將使用一些高科技儀器來檢驗其環(huán)境。一些特殊工具將成為尋找生命化石的生力軍：PIXL（X射線巖石化學(xué)行星儀器）、RIMFAX（火星地下實驗雷達成像）和SHERLOC（用拉曼和有機物和化學(xué)物質(zhì)的發(fā)光掃描宜居環(huán)境）。PIXL可以識別一粒食鹽大小的化學(xué)物質(zhì)，這個工具對尋找附近的微生物化石是至關(guān)重要的?！癛IMFAX是用于火星表面的一項全新技術(shù)?！蓖５抡f。其地面穿透雷達將允許科學(xué)家們描繪出探測器無法看到的基巖層圖層。而SHERLOC的光譜儀技術(shù)可以識別火星上的有機物和地質(zhì)中可能存在的生物學(xué)信號。

團隊正在通過觀察宏觀特征尋找微生物的證據(jù)，具體地說，他們正在尋找疊層石。這些特性，盡管在地球上也發(fā)現(xiàn)過，其本質(zhì)上是微生物基團的巖石中呈分層結(jié)構(gòu)。“如果我們發(fā)現(xiàn)了疊層石，就可以用化學(xué)儀器來了解其元素和礦物質(zhì)的組成?！蓖５抡f，“這將有助于表明生命可能曾經(jīng)在火星上存在才產(chǎn)生了那些礦物質(zhì)。”

火星2020比以往的探險更具前瞻性。探測器將一路收集真實的巖石和土壤樣本，并將其存儲在試管中。他們將對試管進行密封并戰(zhàn)略性地留在表面以供未來的宇航員收集?！翱茖W(xué)界認為，如果我們想要認真尋找火星上的古生物，找到存在我們可以稱之為古生物的確鑿證據(jù)，幾乎肯定會要求我們返還表面的樣品，這樣我們才能在返回地球后使用完整的科學(xué)技術(shù)對它們進行分析?！蓖５抡f。

火星2020具有一項史無前例的特征：配備一套麥克風(fēng)。探測器登陸火星將首次使用音頻，將對降落和著陸的過程進行記錄。在火星活動中使用音頻后，它將讓科學(xué)團隊聽到探測器上儀器的聲音，使他們能夠診斷出問題。從普通人的角度來看，更酷的是，探測器將發(fā)回火星風(fēng)和天氣變化的錄音，讓我們聽到另一個世界的聲音，這些聲音距離我們很遙遠，而且是我們第一次聽到。

火星2020以發(fā)現(xiàn)太陽系過去是否存在生命為目標，這或許還需要幾年時間，但是如果我們找到它，影響將是巨大的。找到生命在其他地方出現(xiàn)和存在的確鑿證據(jù)，將從根本上改變我們對宇宙的理解。