科學認識探測火星的重要意義

日前，一家美國建筑設計工作室公布了第一個火星城市的設計規劃，并計劃將新城市命名為“女媧”。消息一出，引發網友諸多關于“移民火星”的遐想。美國企業家馬斯克曾鼓吹向火星移民100萬人的計劃。最近，美國一名火星研究工程師也對外表示：2030年前，人類將會在火星上常駐生活，2100年前在火星上將出現擁有百萬級人口的大城市。而在2020年7月我國發射火星探測器“天問一號”時，也有一家國內電視臺打出這樣的字幕——“天問一號”發射了，火星移民還會離我們很遠嗎？

我國發射“天問一號”的目的是什么？火星探測真的是為了移民火星嗎？火星是否適合人類未來改造和居住？就以上問題，北京大學地球與空間科學學院教授焦維新接受了專訪。

國內外深空探測從未有向地外天體移民的意向

“近年來，由于火星探測的升溫特別是我國首次火星探測任務‘天問一號探測器的發射，人們產生了對深空探測特別是對火星探測的關注，這些‘移民火星的所謂‘計劃也就格外吸引眼球。”焦維新說。然而，火星探測的目的，國內外重要職能部門都有完整的論述。對于我國發射“天問一號”的科學目標，國家航天局等有關單位也都有明確的說明，即探測火星地形地貌、火星磁場、地下水、土壤成分和分布、火星大氣層以及氣候變化。

據焦維新介紹，從國際上看，最近20年，美國國家航空航天局（以下簡稱NASA）對火星探測確定的科學目標有以下四個方面：確定火星上是否存在生命;了解火星氣候的過程和歷史;了解火星作為一個地質系統的起源和演化;為載人探索做準備。

從更大的深空探測范圍看，NASA曾組織權威專家討論撰寫了兩個重要文件：《太陽系探索路線圖》和《天體生物學戰略2015》。這兩項文件中全面論述了探索太陽系以及探索地外生命的目的和方法。在《太陽系探索路線圖》中明確闡述了五個科學目標：太陽系的行星和小天體是如何起源的？太陽系是如何演化到目前這般不同的狀態的？同在太陽系誕生，為什么地球、火星、金星和水星現在的狀態如此不同？導致生命起源的太陽系特征是什么？生命是如何在地球上起源和演化的？在太陽系的其他地方也有生命嗎？太陽系環境中有哪些影響人類在太空生存的災害和源頭？

而在起草《天體生物學戰略2015》這一文件的過程中，近200名天體生物學協會成員經過共同努力，確定了未來10年天體生物學研究的目的和目標。該協會確定的探測天體六個主要研究課題是：識別有機化合物的非生物來源;生命起源中大分子的合成和功能;早期生命和不斷增加的復雜性;生命和物理環境的共同進化;識別、探索和表征適合居住和生物特征的環境;構建宜居的世界。

“從上面的一系列探測目標中可以看出，在國內外深空探測主管部門的官方文件中，從未提及向地外天體移民的意向。”焦維新說。

那么，《天體生物學戰略2015》第六條中的“構建宜居的世界”是否意味著人類在計劃尋找其他的宜居天體？焦維新對此給予了否定。他指出，目前人類在尋找太陽系外適居區時，往往僅根據我們在地球上有限的可居住體驗，這可能扭曲了我們對適居區基本要求的理解。因此，需要根據最新的科學發現和成果，對適居區給予新的定義，并按照新的標準去尋找可能含有生命的世界。而這一切，離移民火星或其他地外天體仍然太遠太遠。

火星更具有科學價值是各國爭相探索的主因

現代天文學崛起后，人類一直行進在通往火星的道路上。從1964年“水手4號”火星探測器發射、1965年傳回第一張火星表面照片開始，50多年時間里，人類已先后開展了50余次火星探測。2020年年7月，“天問一號”火星探測器在海南文昌航天發射場點火啟程，成為我國進行更多行星探測的起點。

既然探索火星并非以為人類尋找第二個家園為目的，那么，為何火星能引來各國的爭相探索？甚至有觀點認為，這是不是各國在開展對火星等天體上資源的爭奪？對此，焦維新表示絕非如此。

他指出，即便人類已經用了半個多世紀來探測火星、研究宇宙，但就目前的探測水平來看，還遠遠達不到對火星探測清晰明了的程度，更談不上是對火星上資源的爭奪。之所以各國都爭相進行火星探索，是因為相比于其他太陽系內的星球，火星更具有科學探索價值和條件。“火星離地球比較近，我們的探測器能夠到達。此外其他星球，如金星的條件太過惡劣，基本不可能有生命存在，通過探測它來搞清一些重大科學問題，技術難度也比較大，暫時實現不了我們希望的科學目標。綜合考量下來，還是先進行火星的探索，而絕非是因為我們想‘移居火星。”

焦維新介紹，從科學價值來看，火星能反映出很多問題，對人類了解地球會有幫助。比如為什么同在太陽系，各個行星演化的結果卻有所不同？如果能找到何種原因導致各大行星演化結果的不同，那么我們就能更好地了解地球演化的過去。“我們通過對其他天體的探測考察，能夠找到更多與地球有關的答案。”他說。

從人類對火星目前的探測結果看，火星大氣層很薄，表面平均氣壓約為地球的0.75%，成分為95%的二氧化碳，氧氣極少，同時充滿塵埃。地表溫度白天可達28℃，夜晚可低至-132℃，平均-57℃。因此，焦維新認為，相比于地球，火星完全不具備人類生存的條件：“哪怕地球環境再惡劣，或者人口大爆炸，從必要性來說，改造地球上的沙漠，也比改造火星容易得多。那又何談‘移民火星？”至于對火星的爭奪，他認為，未來人類并不會如科幻電影中表現的那般將大規模前往火星，因此也不可能在未來真正出現爭奪火星的現象。

關于普通民眾對“移民火星”的遐想和一些商業公司的設想計劃，焦維新表示理解，但他強調，基于科學的嚴肅性和重要意義，探測火星這樣巨大投入的重大航天工程需要得到廣大民眾的正確理解和支持，大眾傳媒負有重要責任。特別是主流媒體，要在科普上準確把握，提高大家的科學素養，以正視聽，不能為了“博眼球”“爭噱頭”而給予大眾錯誤導向，造成理解偏差。“將來我們還要去更遠的天體，要讓人們理解，我們為什么要花大力氣這樣做。這些都有賴于媒體深入細致、科學有力的傳播與解讀。”