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那些年我们一起追过的火星:星际移民不是梦(组图)

www.sinoca.com 2012-08-13  新京报



  ●“火星探路者”号(Mars Pathfinder)

  1996年12月4日发射升空

  1997年7月携“旅居者”号火星车在火星着陆,最后一次向地面传送信号是在1997年9月。

  ●“火星气候轨道飞行器”号(Mars Climate Orbiter)

  1998年12月11日发射升空

  1999年9月飞抵火星后与地球失去联系。

  ●“火星极地登陆者”号(Mars Polar Lander)

  1999年1月3日发射升空

  1999年12月在火星南极降落过程中,着陆器以及携带的两个小型探测器与地球失去联系。

  ●“奥德赛”号

  (Odyssey)

  2001年3月7日发射升空

  当年10月抵达绕火星轨道,一直工作至今。

  绘制了第一幅火星化学和矿物质分布图。

  当“好奇”号抵达火星之时,为地面控制提供信息支持。

  ●“勇气”号

  (Spirit)

  2003年6月10日发射升空

  发现含硅丰富的土壤,找到火星有水存在的证据。

  执行任务长达5年3个月零27天后,最终被困在松软的土壤里无法动弹。

  ●“机遇”号

  (Opportunity)

  2003年7月7日发射升空

  发现了形成于酸性湖泊的岩石。

  首次在火星发现陨石。

  抵达并勘测维多利亚陨坑,结果显示早期火星曾有面积相当于俄克拉何马州大小的一片地下水层。

  ●“火星勘测轨道飞行器”号(Mars Reconnaissance Orbiter)

  2005年8月12日发射升空

  以前所未有的分辨率对火星进行考察,为此后的火星地表任务寻找适合的登陆地点。

  ●“凤凰”号

  (Phoenix)

  2007年8月4日发射升空

  2008年5月25日降落在火星北极附近区域。

  太阳电池板难以抵抗严寒天气,供电能力骤降,遂于2008年11月与地面失去联系。

  2010年5月24日,美国国家航空航天局正式宣布“凤凰”号“寿终正寝”。

  感谢《航天简史》作者、航天科普作家龚钴尔提供采访支持。

  “探火”半世纪 为生命为家园

  我们是孤独的吗?这恐怕是人类最迷惑的宇宙问题之一了。在多世纪的追寻中,地球的邻居,火星因和地球一样带有大气、卫星、火山、沙漠、峡谷甚至极地而成为人们瞩目的星球。从上世纪60年代开始,人类开始火星探索,从寻找火星人,到寻找微生物存在的证据,再到研究火星环境,乃至未来可能的火星殖民,这个红色星球一直都将是人类太空探索的焦点之一。

  神秘“火星生命”

  “好奇”号登陆火星,相当于把一个人类前所未有的“火星科学实验室”直接送到了红色星球上。“好奇”号带着一个重要目标:寻找火星上生命存在的踪迹。

  有一个局外人,对“好奇”号成功登陆的兴奋之情,可能要超过参与此次项目的科学家。他的名字叫吉尔波特・列维。

  上世纪70年代,美国宇航局启动了“海盗”火星项目,将两个探测器送上了火星,列维负责当时火星车上的生物实验之一――标签探测实验(LR实验)。

  当时,通过分析探测器采集到的火星土壤信息,列维发现了一种含有发射性有机碳的养分。

  这意味着什么?

  如果土壤中含有细菌等微生物,它们会吸收土壤养分,然后释放出一些消化分子,如二氧化碳。列维发现,土壤中存在着放射性的碳原子,这意味着火星土壤中曾存在着微生物的消化过程!

  这无疑是一个重大发现,当时,列维和他的同事打开了香槟,举行了庆祝。

  但是,一个星期不到,另一个实验项目――气相色谱仪(GCMS)的研究结果给列维泼了一盆冷水。

  GCMS实验把火星土壤加热,并没有找到任何有机碳分子。因为两个实验无法相互验证,美国宇航局最终宣布,列维的实验结果没有意义。

  尽管如此,列维有关火星生命的实验结果,依然成为此后火星生化试验中最具争议的一个,讨论延续至今。

  今年4月,一个国际科研小组再次对LR实验数据进行核查分析,并得出结论:“可能意味着微生生命的存在”。

  如今,史上最先进的探测器登陆火星,列维充满期待,他希望“好奇”号能“平反”他36年前的研究,“我很确信,火星科学实验室能够找到有机物”。

  卡内基科学研究所的地理物理学家罗伯特・海森认为,列维的研究结果尚未能得到良好的解释。

  他认为,如果火星土壤中真含有大量放射性有机碳元素,一种可能是“非有机过程”造成的,如小行星、彗星等天体撞击造成的有机含量。

  但是,也有种可能,即火星自身有机物留下的碳含量。有科学家认为,这可能意味着火星上存在着人类还无法想象的外星生命生态,它们甚至可能不需要水,演变出了一种利用过氧化氢而非水作为细胞内液的生命形态。这样,它们就可以在火星冬天极度寒冷的温度下生存。

  一些地球上所做的研究也支撑了火星曾经存在生命的说法。

  2001年时,一组国际科研小组曾分析过一颗40亿年前从火星飞到地球的陨石,结果发现,这块古老的陨石上有明显的微型磁晶迹象,这种情况和地球年轻时的样子很像,这或许意味着很早以前,火星和地球一样,有过一些链型的微生物。

  不过,目前科学界讨论火星上的生命,也是讨论远古时期的情况,今天的火星,没有任何生命迹象。

  改造火星不是梦

  火星上即便没有马丁叔叔,并不意味着火星的环境不能被改造。它很可能成为未来人类星际移民的选择之一。

  根据科学家的设想,在自然状况下,如果一颗陨石坠落在带有生命的星球,撞击后,带有有机微生物的岩石碎片会撒向太空。如果这些有机物能够在真空的太空中存活的话,当它们最终掉在一颗贫瘠,但有着适合条件的星球上时,同样可以存活并壮大下去。

  科学家甚至假想,为了“殖民”某个星球,人类同样可以人为地创造这个过程,陨石的媒介角色就可以由太空飞行器来代替。不过,不管殖民者是宇航员、种子还是孢子,他们的生命力都必须是非常强的,能够在极端环境下生存。

  科学家已经发现了一些好的候选者,比如蓝藻,它可以直接利用太阳光生长,这个特点使它已经用在了宇航员生命支撑系统上,可以将人类的排泄物分解成水、氧气和养分。

  蓝藻还可以用来制造富含蛋白质的食物――螺旋藻,后者和大米、洋葱、土豆、菠菜等,被欧盟太空署列为未来“火星上必须种植的9种作物”。

  对于外星移民,现在看来,火星是个极佳的选择。火星虽然很冷,但在夏天时,赤道附近的温度可以达到20摄氏度左右,大气中则含有95%的二氧化碳,这使得植物的光合作用的梦想可以成真。

  不过,火星最不适合生命的弊端是它贫瘠的土壤。因此,征服火星的第一步,是令其岩石转变成含有养分的土壤。

  火星环境与地球相似,在地球上模拟的火星环境实验显示,即使火星全是岩石,但在微生物帮助下,某一天也会变成土壤。

  科学家的实验表明,第一代火星殖民者可以通过往土壤里倾倒一些“化肥”,令其立刻肥沃起来,但这并非可持续做法。从长远来看,需利用火星上大量的玄武岩火山灰来改变其地貌。科学家已从冰岛火山灰中发现,玄武岩的火山灰中可能存在适合改变火星岩石结构的细菌。

  此外,青苔也是很好的岩石处理剂,青苔可以在真空的太空环境下生存,甚至有德国科学家对地球上类似火星样本的岩石做青苔实验,发现其可以进行光合作用。

  不过,移民火星还有一个问题,那便是紫外线辐射。火星上没有臭氧,无法阻挡太阳照射出的致命的紫外线。对此,科学家的对策是:向火星大气层注入大量的温室气体如氟氯碳化物,一方面可以让火星暖和起来,另一方面也或许可以形成臭氧,形成紫外线防护屏。

  当然,改变一个巨大星球的难度,现在几乎是无法想象的,但是,人类正在一点点地充实自己移民火星的工具箱,或许未来的某一天,火星,真的就能成为人类新的家园。

  (金煜)
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