中國(guó)火星探測(cè)車(chē)模擬圖 光明圖片

中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)將于2020年實(shí)施，在一次任務(wù)中同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的“環(huán)繞、著陸、巡視”，并將對(duì)火星的形貌、土壤、環(huán)境、大氣等展開(kāi)探測(cè)。中國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃讓火星探測(cè)再次成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。

火星距離地球的最近距離為5500萬(wàn)千米，最遠(yuǎn)距離達(dá)4億公里，是太陽(yáng)系中與地球最相似的行星，也是唯一經(jīng)改造后可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模移民的星球。進(jìn)入航天時(shí)代以來(lái)，美國(guó)多次開(kāi)展火星探測(cè)，保持著極高的成功率，接二連三取得重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

1976年著陸火星表面的“海盜1號(hào)”和“海盜2號(hào)”可謂人類(lèi)探索火星生命的先驅(qū)。21世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)先后發(fā)射環(huán)繞火星的軌道器、著陸在火星表面的著陸器、巡視探測(cè)的火星車(chē)等，采用多種科學(xué)手段進(jìn)行探測(cè)，證明了火星表面曾經(jīng)有過(guò)大規(guī)模水體活動(dòng)，暗示火星出現(xiàn)過(guò)適宜生命繁衍的環(huán)境特征，并可能發(fā)育過(guò)生命。

2001年發(fā)射的奧德賽號(hào)軌道器發(fā)現(xiàn)水流遺跡。2003年發(fā)射的“孿生兄弟”機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)火星車(chē)發(fā)現(xiàn)了被命名為“埃斯佩朗斯6號(hào)”的巖石。這塊巖石形成于火星歷史最初的10億年，是機(jī)遇號(hào)檢測(cè)過(guò)的最古老巖石。它的黏土礦物是在水環(huán)境下形成的，其中富含鋁，說(shuō)明當(dāng)時(shí)流經(jīng)巖石縫隙的水是中性的，而生命的進(jìn)化和繁衍正需要中性環(huán)境。如今，勇氣號(hào)于2010年停止工作，但機(jī)遇號(hào)依舊不斷發(fā)回探測(cè)數(shù)據(jù)。

2004年歐盟發(fā)射的火星快車(chē)軌道器發(fā)現(xiàn)了曾經(jīng)的海岸線(xiàn)和沉積物，一系列科學(xué)數(shù)據(jù)也證明火星曾經(jīng)

有大規(guī)模的水，可能曾是“藍(lán)色星球”，其干涸的北部平原在數(shù)十億年前很可能是一片汪洋。不僅如此，2005年發(fā)射的火星勘測(cè)軌道器和2008年5月著陸火星的鳳凰號(hào)探測(cè)器都發(fā)現(xiàn)，火星現(xiàn)在仍然有水存在。

2011年發(fā)射的好奇號(hào)火星車(chē)是人類(lèi)有史以來(lái)制造的體積最大、性能最高，也是最昂貴的火星車(chē)。它耗資26億美元，重899公斤，外殼寬4.5米，搭載了11種不同的科學(xué)儀器。好奇號(hào)發(fā)現(xiàn)了名為“黃刀灣”的湖泊遺跡。36億年前那里曾經(jīng)是一個(gè)至少存在了數(shù)萬(wàn)年的湖泊，長(zhǎng)約50公里，寬約5公里。黃刀灣是一個(gè)淡水湖，理論上可以支持一些簡(jiǎn)單微生物的生存。在地球上某些洞穴和熱泉噴口，也可以見(jiàn)到這類(lèi)微生物。下一步，好奇號(hào)將尋找化學(xué)條件更利于保存有機(jī)物、有機(jī)物含量較高、輻射暴露時(shí)間較短的巖石樣本。一旦檢測(cè)到有機(jī)碳，那將是火星曾經(jīng)存在過(guò)生命的直接證據(jù)。

我們并不僅僅關(guān)注火星上的水。2013年發(fā)射的馬文號(hào)軌道器深入火星低層大氣，發(fā)現(xiàn)隨著火星磁場(chǎng)變?nèi)?，火星曾?jīng)濃密的大氣層被太陽(yáng)風(fēng)逐漸吹走，揭開(kāi)了火星大氣消失之謎。

未來(lái)，更多的火星計(jì)劃將要實(shí)施。2018年，太空探索技術(shù)公司將發(fā)射紅龍飛船登陸火星，為未來(lái)載人探測(cè)做準(zhǔn)備。2020年，歐空局和俄羅斯航天局聯(lián)合進(jìn)行的“ExoMars”火星探測(cè)任務(wù)將發(fā)射火星車(chē)登陸火星表面。美國(guó)的下一代火星車(chē)——2020火星車(chē)已進(jìn)入最終的設(shè)計(jì)與建造階段，將于2020年夏天發(fā)射，計(jì)劃次年2月在曾經(jīng)適合微生物生存的地點(diǎn)著陸，搜尋火星生命跡象，并收集土壤和巖石樣本，擬通過(guò)未來(lái)火星探測(cè)任務(wù)帶回地球。

也就是說(shuō)，2020年左右的火星表面將至少同時(shí)聚集來(lái)自中、美、歐、俄的四個(gè)火星探測(cè)器，火星探測(cè)的競(jìng)爭(zhēng)可能達(dá)到白熱化。這次同場(chǎng)競(jìng)技，將是檢驗(yàn)各國(guó)航天技術(shù)和行星科學(xué)研究實(shí)力的重要舞臺(tái)。（作者單位：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)）