這是國家航天局公布的“天問一號”在距離火星約220萬公里處獲取的首幅火星圖像。新華社發
這是國家航天局公布的“天問一號”在距離火星約220萬公里處獲取的首幅火星圖像及火星部分標志性地貌標示。新華社發
新華社北京2月12日電(記者張建松、丁汀)2月12日,《新華每日電訊》刊載題為《“天問”問天：人類為何對“探火”情有獨鐘？》的報道。
你好，火星，我們來了！
“遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？……”天問，問天。茫茫宇宙，我們是不是生命的孤獨存在？這個終極追問，是人類開展火星探測最根本動力；尋找地外生命，也是人類不斷探索宇宙最根本出發點。
(小標題)火星承載了人類最多夢想
在茫茫宇宙，太陽系是一個溫暖的大家庭。圍繞著“太陽母親”八大行星在各自軌道上有序運轉。其中有四顆行星像地球一樣，主要是由巖石構成的，被稱為類地行星，它們分別是水星、金星、地球和火星。
在地球的兄弟姐妹中，人類為何對“探火”情有獨鐘？
中國航天科技集團八院509所總體室主任陸希介紹說，與水星、金星比起來，火星最接近太陽系“宜居帶”，是除地球之外，被認為最有可能孕育和存在生命的另一顆行星。自古以來，火星就是一顆承載了人類最多夢想的星球。
如果將太陽系看成一個“大操場”，八大行星在各自的跑道上，逆時針圍繞著太陽奔跑。距離太陽最近的水星位于第一跑道，由于距離太近，水星難以承受“母親”炙熱之愛。太陽風吹走了水星上所有空氣，白天溫度可能高達430攝氏度，夜晚低至零下170攝氏度。由于缺乏大氣層保護，水星周身遍布隕石坑，是一個難以孕育生命的蠻荒之地。
人類對水星的探測也極其艱難。由于水星質量很小，引力只有地球的38%左右，導致人類的探測器很難被水星的引力捕獲。即便被捕獲，在強大的太陽引力作用下，也極易偏離軌道。人類已有的探測表明，“探水”對于人類了解過去很有幫助，但是對于人類渴望的星際移民未來，則毫無希望。
位于太陽系第二跑道的金星，從表面看各方面環境與地球類似，很有可能有孕育生命的條件。因此，在掌握了航天技術后，人類也曾把金星作為探測的目標。1962年，美國“水手二號”曾成功飛掠金星；1974年，“水手十號”飛掠金星并確認了“水手二號”的探測成果：金星表面存在極其濃密的大氣，表面溫度極高。20世紀中期，蘇聯啟動“金星計劃”，共計發射了29個探測器，其中10個成功著陸，最短工作23分鐘，最長僅127分鐘，金星的生存環境也太惡劣了。
探測表明，金星大氣96%為二氧化碳，造成了嚴重的溫室效應，導致金星表面溫度在460攝氏度以上；金星表面大氣壓是地球的92倍；金星空氣中滯留了大量火山噴發帶來的硫化物，稠密的大氣幾乎阻擋了所有的陽光，內部一片昏暗；金星磁場也很弱，難以保護生命。總體來看，金星也難以承載人類的期待。
地球的近鄰火星成為人類最佳選擇。自1960年蘇聯發射了首顆火星探測器至今，人類已經向火星發射了近50顆探測器。如今，探測火星、探尋火星生命信息、探索火星宜居性，已成為國際深空探測的主流。
火星上眾多科學之謎，吸引了各國科學家。“天問一號”是我國首次自主執行的火星探測任務，將一步實現火星環繞、著陸和巡視探測，獲取豐富、立體、多樣的火星探測科學數據，這在世界航天史上尚無先例。
(小標題)火星上有生命存在嗎？
行星系統的“宜居帶”理論認為，一顆行星是否宜居，主要取決于其表面溫度是否適合液態水長期存在。火星上是否存在水和生命，一直是人類關注的最重要科學問題。
近20年來，人類發射的火星探測器利用高分辨率成像、光譜、質譜、雷達、中子分析等多種手段，獲得了火星上的河流侵蝕地貌、古湖泊河流沉積物、水成礦物、極地冰蓋、大氣中水蒸氣組分等一系列證據，都表明火星早期曾經存在表面水體。這些發現，也暗示了火星過去或者現在存在適宜生命繁衍的環境特征。
甲烷是最簡單的碳氫化合物，地球上90%-95%的甲烷都是生物成因的。2004年歐洲發射的“火星快車”，在火星大氣中檢測到30ppb的低濃度甲烷氣體。2011年美國發射的“好奇”號火星車，也檢測到火星大氣甲烷的波動，甲烷濃度為7ppb。這些發現令人對火星上的生命充滿了遐想。
有科學家認為，火星表面的甲烷不可能是原始甲烷，因為它會在太陽光作用下與羥基結合，形成水和二氧化碳。因此，目前觀測到火星上持續存在的甲烷，可以推斷火星上有甲烷源。這個甲烷源很可能就是甲烷菌，也就是火星生命。但也有科學家認為，火星大氣中的甲烷有可能來源于火星內部地質作用，如火山活動；或者是火星超基性巖的水熱反應形成，或者是隕石、彗星、小行星、行星介質等火星之外的物質帶入。
人類探索火星上的生命信息，除了發射火星探測器，還可以分析抵達地球的火星隕石。例如，1996年，美國科學家在一塊南極火星隕石中，發現了疑似蠕蟲化石的結構，推斷可能是細菌化石，可能暗示火星在36億年前可能存在原始形態的微生物。
2011年，降落在摩洛哥沙漠里的一塊火星隕石，是迄今為止最新鮮的火星隕石樣品。我國隕石科學家林楊挺團隊對這塊隕石開展了系統的精細分析測試與研究，發現火星隕石中有幾微米大小的碳顆粒，并證明這些碳是來自火星的有機質。進一步深入研究還證實，這些碳顆粒是跟煤相似的有機質。
南極格羅夫山是我國最先發現的一個隕石寶庫。林楊挺團隊在對南極格羅夫山一塊火星隕石研究中，發現樣品巖漿包裹體的水含量和H同位素具有非常好的對數相關性；水含量和D/H比值非常不均勻，兩者都是從中央向外逐漸升高。表明這些水是由外部，通過擴散進入冷卻后的巖漿包裹體。表明這是火星大氣水，而不是巖漿水。這是科學家首次發現火星存在大氣降水的同位素證據。
跌宕起伏的火星生命探測歷程，已呈現出令人鼓舞的前景。但科學家認為，最終要確證火星上是否有生命，或者曾經存在過生命，需要進一步確認生物成因的有機質存在，這需要由火星采樣返回的樣品來發現或證實；或者在火星表面的沉積巖中，直接發現火星的古生物化石。
(小標題)火星移民 未來可期
人類自出現在地球的那一刻起，就一直不停地為生存空間和生存環境而奮斗。當地球再無力支持人類生存的時候，我們該怎么辦？與地球最為相似的火星，能否被改造成另一個地球？在遙遠的未來，人類可以移民火星嗎？
“未來，人類肯定有望走向另一個星球。火星作為離我們最近的近鄰，又是地球的姊妹星，必然成為首選目標。從科學上來說，我們首先需要經過一個漫長的改造過程，使火星的環境地球化。”陸希說。
將一個寒冷、干燥、貧瘠、荒蕪的火星，改造為地球一般生機勃勃的溫暖世界，首先需要增加火星大氣的溫室效應，以逐漸升高火星的表面溫度，在火星上誘發產生與地球相似的溫和環境。如果能使火星的地表溫度升溫5攝氏度左右，火星表面氣壓將能達到地球的1/10；液態水也許就能在火星表面局部地區存在。
其次，需要改善火星大氣的密度和組分，讓火星的大氣組分向地球接近。在改造火星土壤和大氣成分的同時，人類可以建造一些巨大的穹頂狀“天幕城市”，安排地球移民居住。根據這樣設想，火星環境有可能在數百年內變得比較溫和；在1000年甚至更長的時間，達到完全地球化。那時，太空中的火星顏色，也將從紅色，逐漸變成綠色，最后變成藍色。
陸希認為，從工程技術上來說，人類進行火星移民可以三步走。第一步，派遣機器人到火星上開展相關科學實驗；第二步，建立火星科考站，派遣科考隊員，在局部封閉的環境里，進行人類生存環境的改造；第三步，建設火星城市，開展人類移民。
“盡管改造火星的過程可能會非常漫長，但探索宇宙就是航天技術發展的驅動力，也是科學發展的驅動力，人類瞄準這個目標共同前進，火星移民未來一定可期。”陸希說，“不過，雖然我們很想去火星開辟第二家園，但更要守護好我們的第一家園，在這個基礎上我們開辟第二家園才有意義。”
地球是人類的第一家園，是目前所知唯一存在生命的星球；地球本身，也是唯一有生命系統的星球。自上個世紀80年代以來開展的全球變化研究，是20世紀科學界最大的亮點之一。全球變化提出了人類生存環境的問題，而問題的解答要求超越人類本身的時空尺度，從而催生了地球系統科學。
在同濟大學汪品先院士領銜撰寫的《地球系統科學》一書中，汪品先院士認為，當今的人類已經成為地球上的“啃老族”，揮霍著三億年前的樹木森林，和兩億年前富有生物儲蓄在地里的太陽能，把有機碳氧化了散發在空中，換取自身的物質享受。這種行為猶如“夜半臨深池”的盲人瞎馬，因為人類并不明白地球環境運作的機理，更不知道自己行為將會產生的后果。
“人類改造火星有多難，我們擁有的地球就有多珍貴。”陸希說，“如果說火星是地球的過去或者未來，我們就可以探索以什么樣的方式，減緩地球發生一些不好的變化，使我們的家園更長久地保持良好運行狀態。探測火星，必將讓我們更加珍愛地球！”（完）
