红色星球之梦

    今年是人类探测火星五十周年。科学家们认为，地球终有毁灭的一天。我们能否离开地球，找到另一处生存空间？这已列为行星科学研究领域未来10年的首要任务。人类已经登上月球，正在开展对火星等其他行星的探测，不断地探索宇宙的奥秘。对火星的探测曾是前苏联、美国、欧洲与日本的重要空间探索项目，如今，包括中国等新兴国家也加入了这个行列。

    火星探索的历史 

    以前苏联1962年11月发射“火星1号”探测器为开端，人类开始了对火星的探索。10年之后，美国“海盗1号”登陆器顺利落至火星表面，这是人类首次和火星最近距离的接触。近50年来，人类将大量的无人探测飞船，包括无人轨道器、登陆器、巡游器发射到火星上。其目标是收集火星当前状况数据，回答有关火星历史的问题，反观人类所在地球的过去与可能的将来，并为人类将来的登陆火星计划做准备。

    美国总统奥巴马2010年在肯尼迪航天中心宣布，他相信，美国有能力将在本世纪30年代中期将人类送入火星轨道并安全返回地球。美国政府还宣布放弃以月球为中心的“星座计划”，把重心转移到探索火星的计划上来。美国国家宇航局已经制定了总耗资达数十亿美元的火星研究计划。美国计划在2030年实现史无前例的载人火星探测的目标。

    迄今，美国的火星探测计划已经经历了飞近火星、轨道环绕火星、登陆与漫游火星三个阶段。在第一阶段期间，美国发射的探测器有“水手3-4”与“水手6-7”，在这个过程中尽可能拍摄足够多的火星照片；然后是进行环绕飞行，美国将航天探测器送入环火星运行轨道，进行长期与全球性研究。执行任务的有：“水手8-9”、“火星观察者”、“火星环球探测器”、“火星气候轨道器”等；在第三个阶段，美国发射火星车到火星表面活动。这一阶段的主要火星探测器包括：“探路者”、“极地登陆者与外太空2号”、“火星漫游者探测器”、“凤凰号”、“火星科学实验室”等。2003年6月10日，美国的“勇气”号发射成功；在同月25日又发射了“机遇”号火星车。

    美国国家宇航局专家称，“勇气”号是发射到火星上的第一个可以移动的、自动化大型实验室，标志着人类发射的星际探测器自动化程度提升到了前所未有的水平。“勇气”有自己的“大脑、颈、头、眼睛、手臂”。它的“大脑”是一台每秒能执行约2000万条指令的计算机。所谓“颈”和“头”是火星车上伸出的一个桅杆式结构，距火星车轮子底部高度约为1.4米，上面装有一对可拍摄火星表面彩色照片的全景照相机作为“眼睛”。有了它们，火星车能像站在火星表面的人一样环视四周。当“勇气”号发现值得探测的目标，它会以6个轮子当“腿”，走到目标面前，然后伸出“手”来进行拍摄。火星车的“手臂”具有与人肩、肘和腕关节类似的结构，能够灵活地伸展、弯曲和转动。“勇气”号首次测量了火星上的温度。那里白天的最高温度约为5摄氏度，最低温度约为零下15摄氏度。

    美国科学家通过不同火星探测器所搜集的数据分析认为，干燥得近乎沙漠的火星表面仍然有一定含量的水。在火星表面的一些地点进行实地采样，可能会发现火星历史上曾有足以支持生命的环境。对火星表面的构成有了新的认识，其中包括：火星表面含有硅酸盐、冰和霜冻、矿物质的水合结晶以及水合沉积物，表明其历史环境更适合支持生命；火星表面的峡谷和山丘上，含有硫酸镁石、石膏和多水合硫酸盐，这些都是带有结晶水的硫酸盐。这表明，在火星最初的10亿年历史中,水曾经非常普遍；火星表面富含橄榄石以及低钙和高钙辉石，这些是火山喷发的迹象。科学家们的分析还显示，火星表面尽管富含硅酸盐和硫酸盐，却没有碳酸盐；火星的水以冰块和霜冻的形式存在于南北两极，表面被薄薄的干冰覆盖；火星历史上水覆盖的面积非常广泛。

    梦幻的“好奇”之旅

    2011年11月，美国又成功地发射了“好奇”号火星车，继续踏上探索火星生命痕迹的征程。“好奇”号的研制始于2004年，共耗资25亿美元，是迄今最昂贵的火星探测项目。它重达900多公斤，有6个轮子支撑，整体大小和一辆轿车相近，是“机遇”号和“勇气”号火星车的5倍多，长度约为它们的2倍。“好奇”号将经过约5.6亿英里(约9亿公里)的长途跋涉，预计于今年8月6日在火星着陆。

    美国航天局2006年即着手挑选“好奇”号的着陆点，最初候选点有30多个，2008年压缩至4个，最终选择了盖尔陨坑。盖尔陨坑位于火星赤道以南，得名于澳大利亚已故天文学家沃尔特·盖尔，形成于大约3.5亿至3.8亿年前，直径约为154公里，面积相当于美国康涅狄格州和罗得岛州之和。盖尔陨坑中心山丘的层状物含黏土和硫酸，着陆点周围存在沉积物形成的冲积扇，这些物质和地貌的形成都与水有关。“好奇”号的着陆点预定在火星盖尔陨坑中心山丘的一处山脚下。在降落火星表面时，“好奇”号将采用全新的“天空起重机”着陆技术。在其进入火星大气过程中，着陆器的重心会发生改变以获得升力，随后展开降落伞；进入大气后，着陆器将由火箭提供动力在空中盘旋，并借助尼龙绳索将其降至火星表面。

    “好奇”号以核燃料钚提供动力，并携带了更多、更先进的探测设备，如全景摄像机、机械臂末端透镜成像仪、降落阶段照相机、火星样品分析装置、化学和矿物学设备、化学和成像设备、α粒子—X射线光谱仪、中子反照率测量仪、辐射强度评估装置、周边环境监测台、火星科学实验室等。

    “好奇”号在火星表面的连续行驶能力很强，它每天可在火星上跋涉约200米。此外，盖尔陨坑附近有一个高度达5000米的火星山，美国航空航天局称，如果条件允许，“好奇”号还将尝试攀登这座山。“好奇”号此行不是为了寻找生命，而是了解火星环境演化史，寻找火星上是否存在细菌、微生物等生命存活的环境和宇航员能否在火星上存活。生命存在有三个要素：水、能源和碳，美国此前的探测任务已确定火星上存在有水和能源，但还不能确定火星上是否存在碳。

    关于火星探测的争论

    开展火星探测活动在美国也激起了不同声音，甚至招致许多人的反对，不少科学家认为，探测火星从某种意义上讲是不负责任的。美国天文研究中心穆丁表示，前往火星的计划即使算不上疯狂，也可称之为极端，这是一件非常可怕的事情。如果这仅仅是一个科幻小说中的情景，我们还可以一笑了之，但现在，它快变成一个恐怖的事实。他认为，人类已经以一个惊人的速度破坏了自己居住的星球，现在，我们不仅不对此进行反思和补救，反而又开始讨论如何去毁掉另一个星球。美国国家宇航局太空生物学家普拉特表示，对火星生态环境的影响会危及可能存在的火星生命，这会给太空生物学带来无法弥补的灾难。她说，我们正发现火星上可能存在生命，她越来越觉得，那些微生物可能就躲在火星的土壤里，我们即将迎来发现火星生命的那一天。可是现在，有些人却在商量如何“殖民火星”，这将完全毁掉火星本土的生命。这在科学上和伦理上都是个大错误。

    不过，支持者强调，在海洋与河流从火星消失几百万年之后的今天，探索并移居火星，可能为人类扩展到其他世界提供立足之地。虽然火星寒冷、干燥且几乎没有风，但是它曾经温暖和湿润过。如果能够在火星表面的岩石下找到水，那么人类最终定居火星并非不可实现。美国宇航局加利福尼亚州艾姆斯研究中心专家麦克凯说：“我们应该认真考虑送地球生命去火星的可能性”，这也是人类解决生命延续问题的途径之一。

    根据美国国家宇航局的规划，美国未来的火星探测计划包括以下三个方面：一是飞机与气球探测。美国将向火星发射航天飞机，并以前所未有的视角观察火星，在火星的空中进行飞翔观测；二是进行表面探测。探测器进入火星地表以下，了解火星的地质结构，揭开火星是否有水的谜团；三是进行样本采集。从火星的岩石、土壤和大气采集样本，并送回地球进行研究，这将为科学家在地球的实验室内进行精确研究提供条件，甚至得出火星未来是否适宜人类居住的最终结论。 

    为了探索火星奥秘，人类已付出了巨大的代价。近50年来，大约有三分之二的航天器在驶往火星的过程中失败，有的甚至发射时就走向终结。如此高的失败率在很大程度上归因于星际旅行的复杂性与众多的变数。因此，许多科学家把火星探测课题戏称为“可怕的银河系食尸鬼”。将火星探测历程称为“火星诅咒”。 

    根据人类目前对火星的认识，科学家已基本肯定，火星是一个没有高级生命的世界，也不存在流传甚广的“火星人”。但是火星上有没有与地球不同的其他形式的生命或曾经存在过有智慧的高级生物？火星上是否存在适宜生命生存的环境？依然是个谜。解开这个难题还需人类不懈的努力。

    (本报驻华盛顿记者  徐启生)