人类对地外生命的探寻从未停止,尽管多年来在太阳系中尚未发现确凿证据,但探索的脚步从未停歇。如今,中国即将开展的天问三号任务,有望在这一领域实现重大突破——寻找地外生命已被明确列为首要科学目标之一。
在科学界,尽管尚未找到外星生命存在的铁证,但许多航天和天文领域的专业人士普遍认为,地外生命大概率是存在的。我国航天员桂海潮在接受央视采访时表示,宇宙浩瀚无垠,恒星数量众多,地球并非唯一可能孕育生命的星球,地外生命完全有可能存在。中科院院士、天体物理学家武向平也在中科院2022跨年演讲上公开表明,他相信外星人,即地外生命是存在的。这些来自一线专业人士的观点,为地外生命存在的可能性增添了更多可信度。
科学探索讲究证据,在未获取确凿证据之前,一切猜测都只是假设。这也是多年来人类不断向火星、木卫二、土卫二等天体派遣探测器的原因,旨在将“相信”转化为“确认”。在太阳系中,火星被认为是最有可能存在地外生命的天体之一。它与地球相邻,虽个头稍小,但曾拥有水和大气,环境条件与地球早期相似。因此,近几十年来,人类将大量先进的探测器投向火星,试图揭开其生命之谜。
美国在火星探索上投入巨大,其毅力号火星车肩负寻找生命的使命,在耶泽罗撞击坑进行采样,收集了大量样品管,计划带回地球分析。然而,火星采样返回任务因预算超支、技术难题和时间延误等问题最终停摆,样品仍留在火星,短期内无法返回地球。这一戏剧性的转折,使得回答“火星是否存在生命”这一问题的重任,落在了中国肩上。天问三号任务,成为解开这一谜团的关键一环。
按照公开计划,天问三号预计于2028年前后发射,2031年左右将火星样品带回地球。若任务成功,中国将成为全球首个从火星取回样品的国家。这一任务难度极高,与嫦娥五号从月球取样不可同日而语。
首先,着陆和起飞是两大难题。月球没有大气,探测器着陆主要依靠反推发动机减速,起飞也相对简单。而火星有以二氧化碳为主的稀薄大气,既无法像地球那样通过降落伞完全减速,又足以干扰着陆姿态。探测器从火星大气顶层冲下到着陆完成,仅有短短几分钟,稍有不慎就会功亏一篑。此次任务不仅需要探测器成功着陆并采样,还需将上升器从火星表面发射升空,这在人类航天史上尚属首次。
其次,通信问题也是一大挑战。火星与地球距离遥远,最远可达约4亿公里,探测器单程飞行约7个月,双向通信最大延迟达44分钟。这意味着,地面指令从发出到火星接收并执行,再到反馈结果,可能已过去近一个小时。一旦探测器出现故障,地面无法及时干预。因此,探测器必须具备高度的自主性,包括自主导航、自主决策和自主容错能力,同时深空续航和极端环境耐受能力也需达到极高水平。
除上述难题外,样品采集、封装、交接和转移等环节也容不得半点差错。每一步都需在自动状态下完成,任何环节出现问题,整个任务都将失败。
采样地点的选择同样至关重要。天问三号团队经过大量筛选,将着陆区候选点从最初的86个缩减至8个,最终将确定一个目标区域。该区域将位于古老(超过35亿年)的地质单元,因为火星年轻时的环境更接近地球,若曾存在生命,其痕迹最有可能保留在这些古老岩层中。为避免后续辐射、氧化和风沙等因素的干扰,天问三号计划钻取地下最深约两米的样品,目标带回不少于500克的火星样品。这些样品虽重量不大,但每一克都凝聚着跨越数亿公里的艰辛探索,价值不可估量。
样品返回地球后,科学家将寻找生命标志物,而非直接寻找“火星人”。任务目标是寻找支持生命存在的物质条件以及可能残留的生命痕迹,如特殊有机分子、同位素比例和微观结构等,通过这些标志物推断火星过去或现在是否存在生命活动。
除寻找地外生命外,天问三号任务还肩负着其他重要科学使命。其中一个关键方向是探究火星的演化历程。火星曾被认为是一颗拥有海洋、稠密大气和温和气候的星球,与早期地球相似。但后来火星变得干燥、寒冷且大气稀薄,原因可能是磁场消失、太阳风剥离大气或内部活动停止等。仅靠遥感和火星车上的仪器难以解答这些问题,只有将样品带回地球,利用顶级实验室仪器进行分析,才有可能揭开火星演化的真相。
了解火星的演化史,对人类未来探索火星至关重要。近年来,全球多个国家提出载人登火计划,但人类能否适应火星环境、火星土壤是否有毒、能否就地取材制造氧气和水等问题,都需先深入研究火星才能解答。中国官方鲜少提出“载人上火星”“在火星建城市”等口号,正是因为尚未完全了解火星。天问三号任务将为此奠定坚实基础,待彻底研究清楚火星后,再决定是否推进后续计划。中国的深空探索规划一直秉持循序渐进的原则,从环绕、着陆、巡视到采样返回,每一步都扎实推进。
目前,美国的火星采样返回任务已停摆,欧洲的独立采样计划短期内也难以实施,全球目光正聚焦于天问三号。若该任务按计划推进,2031年火星样品将返回地球,人类将首次真正意义上研究火星地下泥土。届时,桂海潮和武向平院士关于地外生命的观点,或许将不再仅仅是“相信”,而是成为可讨论的科学结论。即便最终仅发现几十亿年前的微生物化石痕迹,也将是人类文明史上的重大发现。











