下一代火星探测器将如何寻找生命迹象

米雯

人类长久以来一直梦想踏上另一个星球，而且邻居火星的橙色光芒已经引起了我们的注意。虽然我们还没有到过那里，但我们离目标却越来越近：在过去6年里，美国宇航局已经将3个着陆器和4个探测器发送到这颗红色星球，全是为了最终把人类送上火星。在2020年的夏天，我们将发送迄今最先进的机器人使者，上面配备着一套全新的工具。火星2020探测器甚至还没有被命名，但它已经有了一个大目标：寻找生命迹象。

新的探测器将有一些重要的太空任务需要完成。在2012年，俗称“好奇号”的火星科学实验室，在即将平缓降落在这颗红色星球的表面之前历经了惊悚的7分钟。此后，“好奇号”对火星的持续发现让世界各地的科学家感到吃惊。科学家可能已经知道火星上曾经有水，因为其极冠被冷冻水冰所覆盖，并且表面有明显的类似河流的渠道。但“好奇号”是第一个证实火星曾经覆盖着水的探测器，这意味着大约30亿年前火星曾经是一个“宜居”的地方。

“好奇号”还发现了大气中甲烷的一个异常来源，它们通常是由生物体释放的。“有了‘好奇號，我们得到了非常好的证据，表明火星曾经有大量的液态水。”美国宇航局喷气推进实验室的火星2020副项目科学家肯·威利福德说，“不仅如此，而且火星上还有支持生命的基本构成要素。‘好奇号发现的证据不仅仅是水，而是含有有趣化学成分的水。所有这些都是好的证据，表明早期的火星是宜居的。我们现在必须弄清楚，到底多久以前存在那些宜居的条件？”

火星2020新探测器是与其前身类似的一套工具，看起来与前身几乎完全相同，但不是寻找水，而是首次带着明确任务去寻找生命迹象。“自从‘北欧海盗号阐明目标是直接寻找生命证据以来，我们真的是首次执行美国宇航局的任务”，威利福德说，“火星探险漫游者迈出了继水之后的关键第一步，‘好奇号迈出了下一步并寻找宜居的证据。现在，火星2020将更进一步，直接寻找火星表面曾存在古生物证据。”

“古代”是这里的关键词。经过对我们自己的太阳系和其他恒星周围星球的几十年研究，大多数科学家都认为，我们的星球是银河系的一个异类。地球上有大量的淡水、充足的氧气和有助于调节我们大气的郁郁葱葱的植物。而火星表面则是一幅寒冷、贫瘠的景观，从冰冷到令人窒息到辐射到挨饿。“我们今天能了解到的是，如今火星的表面正如我们所知的是非常荒凉的。”威利福德说。科学家们将使用火星2020的7个仪器寻找微生物化石，它们可能一度在这颗红色星球的全盛时期居住过甚至繁荣一时。

火星2020将多方面探索表面，就像“好奇号”所做的一样。“我们将最终开车到处转悠，就像用‘好奇号所做的那样。”威利福德解释道，“我们将用Mastcam-Z相机勘测火星表面，就像地质学家所做的那样。当我们看到一些有趣并且值得研究的东西时，我们可以指挥探测器开到更近处，此时我们可以打开仪器，因为我们需要进一步研究。”

火星2020将使用一些高科技仪器来检验其环境。一些特殊工具将成为寻找生命化石的生力军：PIXL（X射线岩石化学行星仪器）、RIMFAX（火星地下实验雷达成像）和SHERLOC（用拉曼和有机物和化学物质的发光扫描宜居环境）。PIXL可以识别一粒食盐大小的化学物质，这个工具对寻找附近的微生物化石是至关重要的。“RIMFAX是用于火星表面的一项全新技术。”威利福德说。其地面穿透雷达将允许科学家们描绘出探测器无法看到的基岩层图层。而SHERLOC的光谱仪技术可以识别火星上的有机物和地质中可能存在的生物学信号。

团队正在通过观察宏观特征寻找微生物的证据，具体地说，他们正在寻找叠层石。这些特性，尽管在地球上也发现过，其本质上是微生物基团的岩石中呈分层结构。“如果我们发现了叠层石，就可以用化学仪器来了解其元素和矿物质的组成。”威利福德说，“这将有助于表明生命可能曾经在火星上存在才产生了那些矿物质。”

火星2020比以往的探险更具前瞻性。探测器将一路收集真实的岩石和土壤样本，并将其存储在试管中。他们将对试管进行密封并战略性地留在表面以供未来的宇航员收集。“科学界认为，如果我们想要认真寻找火星上的古生物，找到存在我们可以称之为古生物的确凿证据，几乎肯定会要求我们返还表面的样品，这样我们才能在返回地球后使用完整的科学技术对它们进行分析。”威利福德说。

火星2020具有一项史无前例的特征：配备一套麦克风。探测器登陆火星将首次使用音频，将对降落和着陆的过程进行记录。在火星活动中使用音频后，它将让科学团队听到探测器上仪器的声音，使他们能够诊断出问题。从普通人的角度来看，更酷的是，探测器将发回火星风和天气变化的录音，让我们听到另一个世界的声音，这些声音距离我们很遥远，而且是我们第一次听到。

火星2020以发现太阳系过去是否存在生命为目标，这或许还需要几年时间，但是如果我们找到它，影响将是巨大的。找到生命在其他地方出现和存在的确凿证据，将从根本上改变我们对宇宙的理解。