歐空局：飛躍火星大峽谷，探尋外星生命之途

歐洲太空局（ESA）近日發(fā)布了一段飛越火星上一個壯觀峽谷的視頻，專家們普遍認為這一峽谷是在火星上有望搜尋到生命存在的最佳目的地之一。

根據(jù)歐空局“火星快車”探測器（Mars Express）拍攝的圖像，歐空局科學家們合成了一段視頻，展示了飛越全長600千米、深2千米的“馬沃斯峽谷”（Mawrth Vallis）上空的景象，這條峽谷位于火星北極高緯度平原與更南部的高地之間。

這是火星上最大的峽谷之一，科學家們認為在大約36億年前，這條峽谷內(nèi)很有可能存在宜居環(huán)境。整段視頻從位于河流“入海口”處的“查爾斯平原”（Chryse Planitia）開始，隨后沿著河道“溯流而上”，一直抵達其源頭所在的“阿拉伯高原”（Arabia Terra）區(qū)域。形成于40多億年前的阿拉伯高原遍布撞擊坑，將該區(qū)域放大觀察，可以看到有很多暗色和淺色的沉積層。

可以看到的大量淺色礦物是火星上最常見的粘土礦物，也就是層狀硅酸鹽。這類礦物的存在說明在過去這里曾經(jīng)存在大量的水體。不同含水礦物的存在，再加上這里可能存在記錄著遠古時期火星宜居環(huán)境的線索，讓這一地區(qū)成為歐空局2020年ExoMars火星漫游車的候選著陸點之一。

這段視頻是由歐空局“火星快車”探測器搭載的高分辨率立體相機和其他載荷獲取的圖像和高程數(shù)據(jù)合成的。“馬沃斯峽谷”的外文名“Mawrth Vallis”中的“Mawrth”是英國威爾士語，意思是“火星”，而“Vallis”則是拉丁語，意思是“峽谷”。而在很久之前，這個峽谷內(nèi)曾經(jīng)有大量的水體流過，從南部地勢較高處發(fā)源，洶涌流向北部的平原地區(qū)。

歐洲科學家認為，在這一區(qū)域廣泛沉降的深色火山灰物質(zhì)可能覆蓋了當時的大片區(qū)域，因此其下方被覆蓋的粘土礦物中或許會保存有古老微生物的線索。歐空局的“火星快車”探測器自從2003年以來一直在圍繞火星軌道運行，而馬沃斯峽谷也一直是受到廣泛關注的區(qū)域。在2016年12月，一項研究結果被發(fā)布，科學家們在論文中指出，火星上廣泛存在河流與湖泊水系的持續(xù)時間可能要比我們原先設想的還要長大約10億年，這大大增加了在火星上出現(xiàn)生命跡象的可能性。

美國宇航局的科學家們通過對火星上22處撞擊坑的研究得到了這項研究成果。參與該項研究的科學家、華盛頓史密松學會的莎倫·威爾森（Sharon Wilson）指出：“我們發(fā)現(xiàn)了注入湖泊的河流。一些湖泊顯示出曾經(jīng)被水充滿甚至溢出的跡象，表明當時的水量是相當可觀的。”

威爾森與同事們是通過美國宇航局圍繞火星運行的“火星勘測軌道器”（MRO）拍攝的圖像，在火星北半球的阿拉伯高原區(qū)域發(fā)現(xiàn)這些細微跡象的。另外他們在研究中也使用了來自美國宇航局火星全球勘測者以及歐洲“火星快車”探測器的相關數(shù)據(jù)。

威爾森女士指出：“其中一個湖泊的容積大體上與美國加州的太浩湖相當，水量超過188立方千米。這個湖泊由從其南部匯入的一條峽谷補給水源，并在北側一個缺口處發(fā)生水的溢出，大量水體從這個缺口處傾瀉而下，流入一個我們稱之為‘心形湖（Heart Lake）的盆地。”

心形湖地區(qū)這一系列的湖泊和峽谷系統(tǒng)，其總長度綿延超過150千米。在心形湖內(nèi)，估算其水量超過了2790立方千米，超過了北美五大湖中安大略湖的水量，這是非常驚人的。

“火星一號”：一張“有去無回”單程票

“火星一號”（Mars One）任務是由荷蘭能源企業(yè)家巴斯·蘭斯多普私人投資和歐洲太空局科學家阿諾·維爾德斯主導的非營利性火星探索移民計劃，目的是到2031年將人類送往火星并在火星建立永久殖民地。“火星一號”計劃聲稱，將在火星建立起適宜生存的可充氣的太空艙，其中包括生命支撐系統(tǒng)和種植新鮮食物的單元。

這趟旅行之所以叫“有去無回的旅行”，“火星一號”計劃之所以只賣“單程票”，原因在于，如果計劃真的成行、志愿者一旦真的去到火星，將永遠無法返回地球。因為當下的技術，還沒有達到支持載人飛行器從火星起飛返回地球的條件。麻省理工學院的研究報告中提出，火星上的環(huán)境會讓人類在68天內(nèi)死亡，想想那耗盡最后一點氧氣和食物的場景，真是像不少災難片一樣讓人不寒而栗。盡管如此，這個計劃仍有多達20萬人躍躍欲試，報名申請做第一批火星人類居民。

“有去無回”的單程之旅，“宇航員”從此徹底放棄地球上的生活，將“火星一號”計劃推至爭議的風口浪尖。

美國航天局局長查爾斯·博爾登似乎對這一計劃投了否決票。博爾登說：“去火星很難，如果沒有政府支持，沒有一家商業(yè)公司能夠獨立完成火星旅行。”

“我相信所有的科學幻想最終都會變成現(xiàn)實，只是時間問題。”對于“火星一號”計劃，美國行星科學研究所研究員李薦揚比較樂觀。“近期，基本上每兩年適逢地球和火星的相對位置有利，都會有一兩個探測器發(fā)射。”李薦揚認為，目前探測器發(fā)射、地球到火星軌道測控，以及精確定點著陸等技術都非常成熟，因此，從發(fā)射和通訊技術的角度看，“火星一號”計劃有一定可行性。

李薦揚認為，“單程票”完全是技術限制，以目前全人類的技術水平，從地球發(fā)射大推力火箭系統(tǒng)一次耗資要在幾千萬美元以上，在火星上發(fā)射則需要從零開始建造火箭以及發(fā)射場、測控系統(tǒng)等，“在未來實現(xiàn)該技術不成問題，但所需時間尺度可能超過人類的生命尺度，所以第一批火星人在有生之年返回地球的可能性很小。”

根據(jù)“火星一號”計劃，宇航員抵達火星后要建立人類首個永久性定居點，定居點內(nèi)將分為生活區(qū)、工作區(qū)、娛樂區(qū)以及用來栽培蔬菜的溫室。

李薦揚透露，建立一個自給自足的全封閉生命圈，提供氧氣-二氧化碳循環(huán)和水循環(huán)，用以支持動植物的養(yǎng)殖等，是第一批火星人面臨的首要問題。“這件事遠比想象中困難，我認為這一步的技術挑戰(zhàn)是整個計劃里的最大難點。”

李薦揚表示，10多年前，曾經(jīng)有一個“Biosphere 2”試驗，就是在地球上建立一個全封閉的生命圈，但是最終結果不甚理想。“既然他們不打算返回地球，而且陸續(xù)會有更多地球人到達并定居火星，那么長期生活將面臨重重挑戰(zhàn)，否則他們只能完全依賴地球上的持續(xù)補給供應。”此外，火星上的沙塵暴同樣威脅著首批探路者，并對生命保障系統(tǒng)提出極高要求。