寻水之旅：火星探索“修成正果”|火星探索

　　 　　火星上可能存在生命，你相信么？这条消息在8月1日开始占据了许多媒体的重要版面，其始作俑者就是美国《航空周刊》(Aviation Week)，它声称美国宇航局刚刚公布了凤凰号着陆器在火星上发现水的消息。
　　
　　打破“火星诅咒”
　　
　　2008年5月25日，凤凰号着陆器利用反推进火箭安全地降落在火星北极附近，这是1976年海盗号火星探测任务以来第一次实现反推进软着陆，此前欧美和俄罗斯陆续发射了大约40次火星探测器，其中只有1/3成功，其余那些均以失败告终，它们要么在地球大气层爆炸，要么在火星表面坠毁，有的甚至迷失在太空深处，所以科学家和媒体戏称这是“火星诅咒”在作怪。
　　为了安全起见，美国宇航局2004年初在“勇气号”和“机遇号”两部火星车登陆时采取了气囊登陆的方法，即在它们降落在火星表面之前，打开安全气囊，迅速充气，把火星车完全包裹起来，从而实现万无一失的成功登陆。
　　“勇气号”和“机遇号”虽然预计寿命只有90天，但他们至今仍健康地工作在火星上。“机遇号”登陆不久就利用它所携带的微型辐射分光计发现了着陆地点附近可能存在赤铁矿，这种矿物质通常是在有液态水的环境下生成的，从而证实火星上曾经有水存在。
　　在火星另一端的“勇气号”通过对一块火山岩进行钻孔，分析其中的矿物质成分，证实在岩石形成过程中或者岩石形成之初，曾有水渗入到岩石中，矿物质随水分进入岩石内形成了结晶体。
　　“勇气号”和“机遇号”的成功大大鼓舞了美国宇航局，科学家们大胆决定启动因“火星诅咒”而被迫推迟的火星极地探测计划，并更名为“凤凰号”，希望这个浴火重生的神鸟能够给多次遭遇挫折的火星探测带来好运。它的使命是在最有可能找到水的地方寻找水或者冰的直接证据，用科学家们的话来说，让这只火鸟直接品尝一下火星水的味道。
　　
　　水冰比预想中更快展现
　　
　　在地球上，几乎在所有有水存在的地方，都发现了生命存在的迹象。执着的天文学家们认为，既然火星与地球如此类似，火星表面又充满了纵横交错的沟壑，它们的尽头呈扇形散开，形成一片围裙状的冲积区域，这些特征就是地球上河流冲积的翻版。与地球类似，火星自转轴相对于其公转平面也不是垂直的，而是有大约25度倾角(地球是23.5度)，而且，它在10～40度之间变化，其周期大约是5万年。天文学家以此为依据建立了火星的历史模型，认为当倾角比较大的时候，被锁在两极的水分完全有可能被蒸发并输送到赤道区域，这说明就是赤道区域存在过江湖并非是完全不可能的。
　　而根据围绕火星运转的奥德赛飞船(Mars Odyssey spacecraft)此前探测到的资料，火星的水分主要集中在纬度超过60度以上的两极地区。奥德赛利用它所携带的伽马射线光谱仪，扫射火星表面，从而可以探测到表面之下3米以内的成分。它发现其中氢的含量在两极地区最多，而在寒冷的区域，能够稳定存在的含氢物质很可能就是冰(为了跟干冰等区别开，天文学家们一般称之为水冰)，这个探测结果跟天文学家们认为两极地区的白色区域就是冰的猜测非常吻合。水的存在，意味着可以支持生命的存在。
　　而科学家们为凤凰号配备了足以钻透30～50厘米厚冻土的锉刀，以准备对付北极附近的常年冰冻的土壤；以及最先进的实验室“热量及逸出气体分析仪”(TEGA)和“显微镜、电化学及导电性分析仪”(MECA)，前者用来分析加热土样时产生的气体，水蒸气或者有机气体，后者更是缩微技术的奇迹，不仅包括两种显微镜，用来分析样本颗粒，还有一个湿化学实验室，确定土样的酸碱性及化学成分。
　　在经历9个半月，7亿公里的航程之后，凤凰号降落在位于火星北纬68.2度的火星北极圈之内，按照科学家们的估计，在这里30厘米的深处应该就可以找到水冰，或者以化合物形式存在的结晶水。
　　实际上，水冰比预想中更快地展现在科学家们的眼前：当凤凰号在仔细拍摄周围环境的时候，赫然发现它就在自己的脚下，由于降落时反推进火箭吹开了表面的尘土，明亮的水冰就展现在眼前！而在这个区域，二氧化碳凝结成的干冰还不足以稳定存在，所以地球上的科学家们顿时欢呼起来，并根据水冰的形状将其命名为“冰雪女王”，因为它酷似一个身着长裙的女子形象。
　　更多的惊喜还在后面，当凤凰号勘测完周围环境，动用机械臂上的铲子挖掘土样以备分析的时候，第一铲下去，就挖到了诱人的白色条纹，它们是水冰还是白色矿物质？在火星极地并不强烈的阳光照射下，3天之后，白色条纹消失了，这意味着，凤凰号挖到的就是水冰。
　　不过接下来当地面指挥人员准备将挖到的土样送到TEGA进行分析时却遇到了一点小问题，土样粘在了机械铲上面，无法送到分析仪中，这跟科学家们用计算机模拟的情况可不大一样。亚利桑那大学的研究院Peter Smith说：“这个问题其实很容易就得到了解决，我们让土样在空气中暴露了两天，让水分蒸发掉一些，从而使土样变得松软，就很容易送到分析仪中去了。”
　　“热量及逸出气体分析仪”(TEGA)的功能是分次加热土样，最高温度可以达到上千度，这样可以先烘干土样中的水分，然后再让土样中的有机物蒸发出来。分析仪判定第一次蒸发出来的气体就是水蒸气，科学家们激动地说：“我们终于‘触摸并品尝’到火星上的水了，它的味道好极了。”此前美国宇航局多次声称“证实火星上存在水”或者“曾经存在过液态水”都是间接的证据。
　　
　　
　　凤凰号还发现了什么?
　　
　　火星上存在水的直接证据，为下一步的火星探测、开发乃至宇宙航行提供了进一步的支持，因为火星的环境与地球类似，因此很多人把火星看作人类的第二家园，认为总有一天人类将移民火星，在火星上开始新的生活。并且可以以火星为中转基地，向更深处的太空进发，由于火星重力比地球小，从火星出发可以节省很多起飞的燃料，更有可能实现宇宙航行。这一梦想已经让人类期待了上百年了，也许将在不久的将来实现。
　　然而人们更关心的是TEGA以及凤凰号的其他仪器还发现了什么？《航空周刊》认为他们隐瞒了更为重大的发现，那就是凤凰号已经发现了火星上“潜在的生命”。
　　美国宇航局终于于8月5日宣布了“没有明说的话”，凤凰号确实在土样中发现了东西，不过“并不是太惊人”，而是一种高氯酸盐，这种氯化物包含四个氧原子，一种稳定的化合物，虽然不能明确支持生命的存在，但也不排除生命存在的可能。高氯酸盐也是固体火箭燃料的主要成分之一。
　　凤凰号探测项目首席科学家Peter Smith说：在地球上这种物质对生命有害,但并不会由此将火星上存在生命的可能性排除。事实上，这种物质是潜在的能量来源。
　　在南美洲智利的Atacama沙漠，这里的环境与火星非常类似，科学家们多次来这里研究火星可能发生的情况，这里生活着一种细菌，就是以高氯酸盐为生。
　　这个消息对于火星研究人员确实影响重大，湿化学项目组的负责人Sam Kounaves说，因为高氯酸盐在地球上是由于阳光与空气中浮尘作用而产生的，它又是溶于水的，通过研究它在火星上的分布，就有可能了解火星大气和地面水流的分布。虽然高氯酸盐的存在只是初步确定，但科学家们很乐观地认为接下来的分析将确定这一点。
　　（摘自8月7日《21世纪经济报道》，作者为该刊记者）

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