中新網(wǎng)7月30日電 為了完成搜尋火星生命的重要使命,人們還對取樣器作了改進,它不僅融合了中國筷子的特征,而且重量僅有370克,耗電量更是只有兩瓦特。這對完全仰賴太陽能進行工作的探測器來說,無疑有著十分重大的意義。獵犬二號有別于以往其他火星探測器的地方,就是它能夠直接檢測出樣品中是否有生命物質的核心——“有機碳”的存在。六個月以后,當“獵犬二號”抵達火星的時候,它的第一個任務,就是要利用先進的儀器,在火星上尋找水的蹤跡,這是證明火星是否有生命存在的關鍵證據(jù)之一。
如果火星上有生命存在,會是什么樣子?證據(jù)又在哪里?
如果火星表面有干涸的“河道”,那么,水又到哪里去了?
人類為何要到火星上尋找生命?
2003年的6月,一個全新的火星探測器,從阿塞拜疆踏上了太空之旅,它的任務就是到火星上搜尋生命存在的證據(jù)。
要把探測器成功地送到火星表面,是一項高難度的太空任務。最大的難處,就是因為它過于遙遠,我們必須要用功率非常大的天線,才能夠精確地測量出探測器實際運行的軌道和位置,并調整它的姿態(tài),使它按我們設計的軌道來進行工作,這是比較困難的。英國科學家科林·皮林格教授,就是這次火星探測的總設計師。在地面控制中心的嚴密監(jiān)控下,由俄羅斯提供的大推力火箭,搭載著全新的探測器,擺脫地球引力,進入飛往火星的太空旅程。
一百七十年前,著名生物學家達爾文,乘坐著名為“獵犬”的考察船,為我們打開了認識地球生命進化的窗口。這一次,為了紀念達爾文的杰出貢獻,火星探測器特意命名為“獵犬二號”?茖W家希望,全新的“獵犬二號”能為人類認識地外生命作出新的貢獻。
按計劃,經(jīng)過六個月的太空飛行,在今年年底,“獵犬二號”將進入火星軌道,并與飛行器脫離,開始它驚心動魄的登陸行動。首先,“獵犬二號”將在隔熱板的保護下,以高達18000公里的時速進入火星大氣層。當火星大氣層的阻力使時速降到370公里以后,主降落傘便會自動打開,進一步降低飛行的速度。在距離火星地面200米的時候,“獵犬二號”周圍的氣囊就會充氣膨脹,這時,探測器中所有設備都將仰仗它們提供保護。此后,“獵犬二號”就將正式開始在火星上搜尋生命證據(jù)的工作。
令人不可思議的是,人們今天的探測行動,竟然起源于天文學家在200年前的錯誤觀測。
火星運河——“火星人”的緣起
早在18世紀,當望遠鏡的最早使用者威廉·赫舍爾,用他簡陋的望遠鏡對準火星的時候,他第一次發(fā)現(xiàn):火星似乎是一個覆蓋著浩瀚海洋的奇特星球。
一百年后,在1890年的一天夜里,美國天文學家帕西瓦爾·羅威爾,利用大型望遠鏡觀測火星時,他被眼前的景象震驚了——火星的表面居然分布著許多類似管道的東西。此后,意大利天文學家喬瓦尼·斯基亞帕雷爾更進一步聲稱:這些有規(guī)律的管道就是火星上的運河系統(tǒng),火星上很可能存在著與地球類似的、高度發(fā)達的文明。火星人也許正是利用精心規(guī)劃的運河網(wǎng)絡,構筑著他們的世界。
一時間,關于火星人的種種推測不脛而走,銀幕上,更被形形色色的火星生物所占據(jù)。
與此同時,“火星上是否有生命存在”也成了科學家關注的焦點。
為了揭開地外生命的真相,人類把探索的第一步瞄準了距離地球最近的天體——月球。
1969年,經(jīng)過三天的太空飛行,人類終于首次踏上了月球的土地,盡管人們在這里并沒有發(fā)現(xiàn)任何生命的存在,但是,成功的登月行動,卻為人類更具野心的太空之旅,積累了寶貴的經(jīng)驗。緊接著,人類探索地外生命的目標便指向了火星這顆神秘的紅色星球。與登月不同的是,探索火星是一個高難度的太空任務。其中,空間的距離就是一個巨大的障礙。(難度幾乎遠遠超出了人們的想象。)
盡管火星是太陽系中距離地球最近的一顆行星,但是,它與地球之間的平均距離仍然達到了8000萬公里以上,這是地球與月球之間距離的200倍。要飛躍如此遙遠的距離,任何飛行器都需要長達九個月的時間。以目前的能力,人類直接登陸火星并不現(xiàn)實。所以,利用遙控探測器探索火星,就成了科學家的首選方案。然而,就算是無人探測器,如果距離過于遙遠,仍會給飛行控制造成困難,計劃失敗的風險也隨之增大。
幸運的是,天文學家發(fā)現(xiàn),在今年的八月二十九日,將會發(fā)生罕見的天文奇觀——“火星大沖”。屆時,地球與火星的距離將達到它的最小值,這對充滿風險的火星探測無疑是個好消息。
在天文學中,每當火星運行到與地球和太陽成一條直線時,就被稱為“沖”。如果這種現(xiàn)象正好發(fā)生在火星與地球最接近的時候,就構成了被稱為“大沖”的天文奇觀。對于火星來說,這是每隔15到17年才有一次的奇特現(xiàn)象。此時,從地球到火星的距離僅有5000萬公里左右。對于渴望探索火星的人類來說,今年就是難得的大好時機。
這一次,歐洲的火星探測,就是要利用這一有利條件,降低飛往火星的成本和風險。然而,人類為何要到火星上尋找生命呢?
科學家的研究顯示:在太陽系,火星不僅是與地球最為接近的一顆行星,而且,它還是與地球非常類似的一顆行星。在太陽系形成期最初的十億年,火星與地球的環(huán)境狀況非常相似。此時,正好是生命在地球上誕生的關鍵時期。因此,我們有理由相信,火星上同樣可能孕育出奇妙的生命。歐洲探測器的任務就是到火星上去搜尋生命存在的確鑿證據(jù)。
屢戰(zhàn)屢敗的歷史——火星上到底有沒有生命?
同樣的努力早在四十年前就已經(jīng)開始。1960年10月和1962年11月蘇聯(lián)先后發(fā)射了五個火星探測器,但未能成功。1965年7月,美國“水手四號”探測器首次從空中拍到了二十二張火星照片。1972年12月,蘇聯(lián)“火星三號”探測器首次登陸火星,并從火星表面發(fā)回了二十秒鐘的數(shù)據(jù)。
人類一共發(fā)射了三十七枚探測器,去探測火星,成功的大概只有十六次。最早,是繞著火星飛行,或者是擦邊擦過火星,拍幾張照片,后來慢慢地技術進步了,就軟著陸在火星上,仔細地考察火星。
不幸的是,隨著1976年海盜號在火星表面的成功著陸,人們發(fā)現(xiàn),這里除了干涸的河道,不僅沒有火星人,甚至看不到一滴水的蹤影,想象中的“火星文明”根本無跡可尋。人們恍然大悟,絕對沒有什么運河的存在,火星的表面是一個很荒蕪的,沒有一棵樹,沒有一棵草,也沒有水體,干枯的,荒涼的,表面非常寒冷的這么一個世界;鹦墙(jīng)常有臺風,經(jīng)常有沙塵暴,它的沙塵暴是全球性的沙塵暴,很長時間都很難降落下去,火星也有南極北極,也有冰蓋存在,冬天冰蓋擴大,夏天冰蓋縮小;鹦墙(jīng)過探測以后,證明火星不像地球一樣,有一個統(tǒng)一的偶極制的磁場,我們地球有一個南北極,月球是沒有磁場,而火星是發(fā)現(xiàn)很多多極制的磁場,這是什么意思呢?就是有很多,無數(shù)個南北極,很小很小區(qū)域的,這三個天體是絕對不一樣的,按照我們的行話說,月球是接近死亡了,像一塊大石頭,所以沒有磁場,里面沒有電流的流動。而地球正是一個壯年期,是很旺盛的時候,所以火山活動,地震活動還很劇烈,而火星是一個接近死亡的天體。
這是一個令人失望的星球。它的大氣中,二氧化碳幾乎占到了百分之九十六以上,盡管它的北極也有冰蓋,但它們卻是由二氧化碳凝結而成的干冰。那么,這個沙暴肆虐的星球有沒有可能孕育出生命呢?
為了尋找答案,科學家把目光轉向了地球。他們發(fā)現(xiàn),地球生命的基本形態(tài)其實就是由碳和氧構成的有機分子,只是物質的交換必須有液態(tài)水的參與。此外,科學家還發(fā)現(xiàn),生命并不像以往認為的那樣脆弱,從高溫而且缺氧的溫泉、到?jīng)]有一絲陽光的深海,人們都找到了它們奇妙的身影。
這對火星生命的探索無疑是個重要啟示:盡管目前的火星沒有發(fā)現(xiàn)生命活體,但是,對于科學家來說,過去的火星卻極有可能曾經(jīng)存在過生命。
他們最重要的證據(jù)就是火星表面干涸的“河道”。從照片上看,它們就像一條條被流水沖出的痕跡,如果真是這樣,那么,歷史上火星就一定有過液態(tài)水,與此同時,生命的出現(xiàn)也就有了極大的可能。問題是,如果它們確實是河道,那么,水又到哪里去了?難道火星上真的曾經(jīng)有過生命嗎?如果火星的確有過生命,證據(jù)又在哪里呢?
來自地球南極的新證據(jù)——火星隕石
正當人們對火星生命充滿疑惑之際,1986年,就在地球的南極,科學家卻有了新的發(fā)現(xiàn)。這一天,在南極的阿蘭山脈,一顆來自火星的隕石引起了人們的注意。這是一顆編號為84001的火星隕石。
令人驚奇的是,在顯微鏡下,隕石中居然顯露出了清晰的磁鐵礦晶體。它們與地球上細菌所造成的晶體非常類似,那么,它們會不會是來自火星的細菌化石呢?在電子顯微鏡的幫助下,科學家很快就發(fā)現(xiàn),隕石中確實隱藏著許多蠶蛹狀的細小物體,它們極有可能就是來自火星的細菌化石。
這一發(fā)現(xiàn)立刻引起了巨大的轟動,地外生命的存在似乎已經(jīng)確證無疑。令人興奮的是,如果它們的確是火星生物,它不僅將首次證實火星生命的存在,而且,就連地球上的生命也極有可能同樣來自火星,也就是說,我們的祖先可能就生活在這顆神秘的星球之上。
然而,不久之后,隨著研究的深入,許多科學家卻對這一發(fā)現(xiàn)提出了置疑:這顆隕石在抵達南極之前,不僅經(jīng)歷了漫長的太空之旅,而且還穿越了濃密的地球大氣層,并在南極已經(jīng)存留了十萬年之久。
那么,我們今天所看到的隕石,會不會在這漫長的過程中已經(jīng)受到了污染呢?這些看似細菌的化石真是來自火星嗎?它們會不會僅僅只是地球上的普通生物呢?使太古時代的樣品保持原樣不受污染是非常困難的,它只要穿過大氣層,一旦進入地球環(huán)境,就開始被污染,如果我們去火星帶著樣品返回地球,也會發(fā)生同樣的事情,我們現(xiàn)在想做的就是把實驗室搬到火星上去,避免這種情況的發(fā)生。
要想揭開火星隕石的確切答案,惟一的辦法就是到火星上尋找更為確鑿的證據(jù)。問題是,火星地表的環(huán)境非常嚴酷,即使這里曾經(jīng)存在過生命,惡劣條件也會將生命的痕跡抹去。
因此,要想證實火星上曾經(jīng)存在過生命,人們便只有深入火星的地表之下,才有可能找到它們的蹤跡。
為了完成這次太空之旅,新的探測器吸取了以往的教訓,重量僅有6.8公斤,這是此前美國“火星探路者”重量的三分之一。同時,這個被命名為“獵犬二號”的探測器直徑也僅有一米左右,如此小巧的設計,無疑大大降低了探測器的工作能耗。不僅如此,為了避免把地球微生物帶入火星,給火星造成污染,人們還在“獵犬二號”發(fā)射之前,對它進行了徹底的清潔和消毒處理。與此同時,為了提高發(fā)現(xiàn)火星生命證據(jù)的機率,給“獵犬二號”選擇理想的著陸地點,也讓科學家費盡了心機。這是因為,火星表面的地形十分復雜,不僅有著高達25公里的巨大火山,而且,到處都布滿了巨大的隕石坑和崎嶇的山坡,這些都對探測器的著陸構成了隱患。此外,根據(jù)地球上得到的經(jīng)驗,要想找到生物化石,著陸的地點還得是火星上沉積巖最為集中的區(qū)域。
當這一切都得到滿足之后,安全著陸的“獵犬二號”,便會打開它的四塊太陽能電池板,開始為下一步的工作儲備能量。此后,專為探測器量身定做的采樣工具,就成了找尋生命證據(jù)的關鍵。
令人興奮的是,此次火星探測的取樣器,是由一位來自中國香港的牙醫(yī)所設計的。它不僅可以在地表下進行挖掘,還能毫不費力地完成切割和打磨等一系列復雜的取樣工作,這是人類搜尋火星生命的關鍵工具,也是第一個由中國人設計的太空取樣器。據(jù)說,它最初的靈感就來自牙醫(yī)的抓鉗工具,并逐漸發(fā)展成了七十多件可相互接駁的靈巧組合。1995年,這一發(fā)明曾被運用于俄羅斯的和平號空間站,為宇航員在太空中進行精密焊接立下了汗馬功勞。(中央電視臺《走近科學》供《科技日報》稿)