火星探索的新发现

随着人类对于火星从各个方面进行的持续探测，最近陆续有了多个鼓舞人心的新发现。人类对于这颗红色星球的理解越来越深。

自从在2021年9月6日取得了第一个火星岩石样本，“毅力号”（Perseverence）火星探测器在第一阶段的科学探测中总共取得了8个岩石岩本。如今它已经登陆火星两年多时间，并进入到了第二阶段的科学探测。“毅力号”在今年7月7日到达火星耶泽罗撞击坑（Jezero Crater）西侧，一处大约形成于35亿年前，由远古时代的河流和湖泊共同作用形成的一处大约45公里宽的扇形三角洲区域对4个岩石进行了取样，加上此前的积累，至今它已经收集了总共12个岩石样本。

此前“毅力号”在耶泽罗撞击坑区域对于由岩浆形成的火成岩进行过探测，而它在近期探测的岩石，形成于火星远古时代多水的环境之中。这可以让人更细致地理解这个区域的地质历史。人类之所以对这个区域如此感兴趣，是因为科学家们认为在数十亿年前，这个区域最有可能出现过生命。也因为如此，“毅力号”不仅要利用自身携带的科学仪器对这些岩石进行分析，还会将样本封存，等待人类未来的火星探测项目将其带回地球进行更详尽的分析。

在2022年7月20日，“毅力号”在利用自身携带的“拉曼荧光光谱仪”（SHERLOC）对一个被命名为“野猫岭”（Wildcat Ridge），实际大约有1米宽的由泥浆和细沙形成的岩石进行检测时，发现其中富含有机成分。这条新闻很快在全世界引起了广泛关注。

这并不是火星探测器第一次在火星发现有机物——“好奇号”（Curiosity）火星车此前在2013年就在火星岩石样本中发现过有机成分。但这次“毅力号”发现有机成分的区域是在一个远古湖泊的湖底，由湖泊沉积物和盐分构成的岩石之中——科学家们认为这恰好是曾经最有可能形成火星生命的环境。也正是在这次的样本检测中发现的有机成分最为丰富。因此可以说，这次发现火星有机物的意义有所不同。

发现这些由碳、氢、氧以及氮、磷、硫等元素构成的有机成分，固然不能证明在火星上曾经存在生命形式，形成这些有机物也不一定需要有生命过程参与，但有机成分却可能是生命的重要组成物质。因此虽然还没有发现火星生命曾经存在的证据，但细沙、泥浆、盐分、有机物等名词已经给了人们无限的遐想空间。

在有细沙、泥浆和盐分混合的环境中有可能出现生命，而在其形成的沉积岩中也有可能保存火星生命在数十亿年前留下的痕迹。想要对这些样本进行更细致的研究，需要把它们从火星各处取回，收集起来，然后再送回地球，在地球上更先进的实验室中完成。这将是一套需要飞行器在内的精密工作，人们把希望寄托在下一个时代。

在2020年随着“毅力号”一同登陆火星的，还有一架名为“机智号”（Ingenuity）的直升机。如今“机智号”已经在火星表面正常工作了超过一年时间，进行过29次飞行。随着“毅力号”和“机智号”在火星取得的进展，美国航空航天局（NASA）和欧洲空间局（ESA）合作的“火星样本取回任务”（Mars sample-return mission）也在进行之中，并将在今年10月进入设计阶段。

在火星样本取回任务中，由欧洲空间局建造的地球返回轨道器（Earth Return Orbiter）计划在2027年秋天发射；而由美国航空航天局建造的样本捕获/收容和返回系统（Capture，Containment，and Return System）则将在2028年夏天发射升空。如果进展顺利，这个新的探测项目将利用两架直升机取得“毅力号”保存的火星岩石样本，而后在2033年送回地球。

人类火星探测所取得的新进展不止来自“毅力号”。2022年9月19日，一组科学家在《自然·地球科学》（Nature Geoscience）杂志发表了论文《利用洞察号探测到的地震波和声波数据定位刚刚形成的火星撞击坑》（Newly formed craters on Mars located using seismic and acoustic wave data from InSight）。科学家们经过检查数据发现，在2020年和2021年间，“洞察号”探测到了4次由于小行星撞击所形成的火星地震波和声波信号。这些小行星的撞击地点位于埃律西昂平原（Elysium Planitia），与“洞察号”的距离在85公里到290公里之间。

“洞察号”已经探测到过超过1300次火星地震信号。相比之下，科学家们对其只探测到寥寥几次小行星撞击感到困惑。火星位于太阳系火星和木星轨道之间的小行星带附近，而且因为火星大气层的厚度只有地球的1%，如果有小行星进入到火星大气层，并不容易发生分解，由此推断，火星可能会频繁被小行星撞击。但根据“洞察号”的探测，火星被撞击的次数并不算多。“洞察号”团队的科学家们怀疑，可能是火星大气层中的噪声以及季节变化影响了“洞察号”的灵敏度。而这次记录的小行星撞击给了人们信心，他们希望从“洞察号”以往的探测数据中发现更多被忽略的信号。

除此之外，詹姆斯·韦布太空望远镜（James Webb Space Telescope）在2022年9月5日第一次拍摄了火星照片。因为相对来说距离极近，火星是天空中最明亮的天体之一。对于詹姆斯·韦布太空望远镜来说，其发射的红外线过于强烈，反而会造成极其灵敏的红外相机达到“传感器饱和”（detector saturation），科学家们只能缩短其曝光时间。

通过近红外线相机的拍摄，詹姆斯·韦布太空望远镜取得了火星东半球在两个频率范围内的图像。这些图像不仅展示了火星表面类似于可见光的效果，还显示出火星表面的热量地图——热地图不仅与火星的不同区域受到太阳辐射的程度有关，还与其大气层内部的活动有关。未来人们有可能通过这些图像来寻找火星表面释放甲烷和氯化氢等气体的痕迹——这也关系到寻找可能存在的火星生命。

[本文写作参考了美国航空航天局（NASA）网站的相关报道] 火星车