NASA毅力號(hào)火星車成功著陸火星
騰訊科技訊 北京時(shí)間2月19日凌晨，“毅力號(hào)"火星車已完成最驚險(xiǎn)的一步，在安全度過“恐怖7分鐘”后，成功登陸這顆“紅色星球”的杰澤羅隕石坑。雖然這是美國(guó)航天器第9次造訪火星，但毅力號(hào)此次背負(fù)的使命及使用的“黑科技”都和以往有所不同。
作為登陸火星的“老司機(jī)”，NASA早在2015年就已嘗試在火星尋找人類未來的落腳點(diǎn)。遵循早期人類聚集地和文明誕生地均在水源附近的原理，NASA研究學(xué)者認(rèn)為跟著水才能在這顆紅色星球找到生命的跡象，因此毅力號(hào)此次落腳點(diǎn)選在了杰澤羅隕石坑——曾經(jīng)充滿水的高原湖泊。
毅力號(hào)此行能否在火星上找到生命痕跡？為了成功度過“恐怖7分鐘”，究竟使用了哪些高科技？放置在毅力號(hào)腹部的無人機(jī)有什么作用？為什么火星是“最熟悉的陌生人”？人類何時(shí)能實(shí)現(xiàn)移民火星的夢(mèng)想？
2月19日，騰訊新聞「空天計(jì)劃」推出的《星空對(duì)話》第六期，邀請(qǐng)到了北京市科普宣傳大使、科學(xué)節(jié)目制作人段玉龍對(duì)話中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員鄭永春，為大家科普和暢談毅力號(hào)登陸火星的任務(wù)以及它背后的奧秘。
對(duì)于“恐怖7分鐘“的由來，鄭永春解釋是因?yàn)榈厍蚝突鹦侵g遙遠(yuǎn)的距離，導(dǎo)致信號(hào)傳輸至地球存在時(shí)間延遲，科研人員無法指揮探測(cè)器進(jìn)入火星大氣層，因此時(shí)間延遲可能導(dǎo)致結(jié)果的不可預(yù)測(cè)，但毅力號(hào)的成功登陸，使人類在探索火星的道路上邁出堅(jiān)實(shí)一步。
鄭永春說：“毅力號(hào)將利用火星的二氧化碳來生產(chǎn)氧氣，此行任務(wù)之一是探索這種技術(shù)的可行性。希望未來人類去火星不用背著氧氣包，只用背著氧氣生產(chǎn)裝置的小機(jī)器即可。“
以下為嘉賓對(duì)話實(shí)錄：
段玉龍：各位騰訊新聞的網(wǎng)友大家好，歡迎各位收看我們的節(jié)目。今天我們?cè)诠?jié)目中和大家一起聊聊有關(guān)毅力號(hào)火星車的相關(guān)話題。2月19日凌晨，美國(guó)毅力號(hào)火星探測(cè)器已經(jīng)成功著陸火星了，那么今天我們和大家一起說說登陸的主角「毅力號(hào)火星探測(cè)車」。我是科學(xué)節(jié)目主持人段玉龍，此刻在直播間還有一位天文專家和我們共同來探討這個(gè)話題，他是中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員鄭永春。你好，永春。
鄭永春：騰訊的網(wǎng)友們，大家好！
段玉龍：據(jù)我了解，這輛探測(cè)器從2020年7月份就已經(jīng)發(fā)射了，而且去年7月發(fā)射的探測(cè)器實(shí)際上有三個(gè)：希望號(hào)、天問一號(hào)、毅力號(hào)，現(xiàn)在毅力號(hào)已經(jīng)落在火星的表面，毅力號(hào)落在火星表面之前，看很多媒體報(bào)道說有一個(gè)叫“恐怖7分鐘”的階段，為什么這么多人關(guān)注這7分鐘？這7分鐘當(dāng)中的技術(shù)含量和高科技的看點(diǎn)在哪里？
鄭永春：其實(shí)火星探測(cè)已經(jīng)不是新鮮事物了，到今天按照不同的統(tǒng)計(jì)，大概已經(jīng)有47次了，快50次探索火星了。這么多次的火星探測(cè)里面，其實(shí)難度最大的就是登陸火星，環(huán)繞、飛躍以及其他的一些探測(cè)方式，相對(duì)來說要容易一些，因?yàn)椴挥眠M(jìn)入火星的大氣層。最難的一點(diǎn)是要進(jìn)入火星的大氣層，這種進(jìn)入的過程歷時(shí)7分鐘，它從大氣層外面進(jìn)去火星，再落到火星表面是7分鐘的時(shí)間。就跟我們天上的一顆流行穿過大氣層一樣，從它進(jìn)入地球大氣層被我們看到，到它落到地面成為一塊隕石就是7分鐘。因?yàn)榈厍蚝突鹦堑木嚯x很遠(yuǎn)，信號(hào)傳輸要十幾分鐘的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度也是不一樣的，根據(jù)火星到地球的遠(yuǎn)近，短的幾分鐘，長(zhǎng)的十幾分鐘到二十幾分鐘。
要進(jìn)入火星大氣層的這7分鐘里面，我們?cè)诘厍蛏蠜]有辦法實(shí)時(shí)指揮它。如果它有什么狀況，比如說它的著陸點(diǎn)可能不適合著陸、或者要在著陸中需要調(diào)整姿勢(shì)，都要靠它自己調(diào)節(jié)，因?yàn)槲覀儚牡厍蛏现笓]它已經(jīng)來不及了，這就是時(shí)間延遲導(dǎo)致了7分鐘的結(jié)果不可預(yù)料。美國(guó)宇航局預(yù)測(cè)此次毅力號(hào)登陸火星成功概率是40%，就是因?yàn)榈顷戇^程是沒有辦法在地面實(shí)時(shí)指揮的，只能靠之前對(duì)火星的了解，和靠航天器自身的判斷減速時(shí)機(jī)來進(jìn)行減速。
段玉龍：地球離火星太遠(yuǎn)了，我們?nèi)粲迷诰€直接遙控的方式會(huì)發(fā)現(xiàn)命令傳到火星后，也許火星車的動(dòng)作早都做完了，所以還需把整個(gè)火星車落在火星的過程交給火星車自己去進(jìn)行自主的完成。
我們知道火星車落在火星的表面和一個(gè)航天器落在地球的表面是有很大的區(qū)別，因?yàn)榛鹦堑拇髿鈱雍偷厍虻拇髿鈱用芏仁遣灰粯拥模@意味著同樣是一個(gè)降落傘，這個(gè)降落傘在地球上打開可以根據(jù)過往的經(jīng)驗(yàn)、數(shù)學(xué)的方式來進(jìn)行測(cè)算它需要多大的傘，以及什么時(shí)候可以落在地面。如果這個(gè)傘在火星表面打開和在地球上打開完全不同，因?yàn)榛鹦堑拇髿饷芏葍H僅只有地球的1%，整個(gè)降落的過程對(duì)于毅力號(hào)而言也充滿風(fēng)險(xiǎn)。剛才永春說到美國(guó)NASA預(yù)計(jì)毅力號(hào)的成功率是40%，但是今天看來是100%的成功。火星上哪些地貌地質(zhì)特點(diǎn)和地球上有所不同？
鄭永春：火星的地貌和地球的地貌有什么相似，有什么不同？實(shí)際上，我們說火星既不是地球的過去，又不是地球的未來，它就是一個(gè)火星。火星和地球有相似的地方，也有不同的地方，我們稱它為“熟悉的陌生人”。你在火星上看到的地貌、地形以及一些地質(zhì)現(xiàn)象，其實(shí)在地球上都可以找到一些類似的例子，這是它的相似性。火星上有火山、峽谷、河流的遺跡、海岸線的遺跡，這些東西在地球上都有，都可以找到。甚至加上一些微型的地貌特征，地球上也都有，這是火星跟地球的相似之處。
同時(shí)火星和地球又有很多不像，不像在哪里？地球上是有很多生命的，有生物、動(dòng)物、植物、微生物，但是火星上沒有發(fā)現(xiàn)任何形式的動(dòng)物、植物、微生物，到現(xiàn)在為止都沒有發(fā)現(xiàn)。火星跟地球是很不一樣的，它沒有生命的作用。
第二，地球上每天都有江河湖海、風(fēng)霜雨雪、大氣的降水，水力的作用對(duì)地球的地貌形成有顯著的作用。火星上直到現(xiàn)在也沒有大規(guī)模的液態(tài)水，局部地方可能會(huì)有液態(tài)水，但是沒有明確的證據(jù)，所以水力作用主要是過去的痕跡。對(duì)于現(xiàn)在火星地貌的形成，最主要的作用其實(shí)就是風(fēng)力，也就是沙塵暴。玉龍你是西北地區(qū)過來的，很清楚風(fēng)的力量，風(fēng)能夠塑造火星的地形，也能塑造西北地區(qū)的地形。
鄭永春：火星上主要是風(fēng)力的作用，我們?cè)谥袊?guó)的青海、甘肅以及新疆，都可以找到一些類似火星的地貌，我們也把它叫做“火星模擬基地“，用它可以認(rèn)識(shí)火星上發(fā)生的一些地質(zhì)過程和地貌形成過程，我們把火星叫做“熟悉的陌生人”。
段玉龍：我們?cè)诘厍蛏峡梢砸姷胶突鹦巧弦粯拥牡孛玻銊偛胖v在西北有由風(fēng)力所侵蝕出來的地貌，我想到了雅丹地貌，甚至我還想到很多火星題材的電影選擇在智利的阿卡塔馬沙漠拍攝。在地球上也許能夠見到火星的影子，但畢竟地球不是火星。據(jù)我了解，這次毅力號(hào)探測(cè)器登陸火星，實(shí)際上帶了很多有創(chuàng)舉性的任務(wù)，任務(wù)之一要在火星上去做和生產(chǎn)氧氣有關(guān)的事情，還要在火星上找到生命曾經(jīng)存在的痕跡。這次毅力號(hào)在火星上要做的大事情、大新聞、大動(dòng)作有哪些？
鄭永春：客觀看待，毅力號(hào)此行的任務(wù)不一定說多大多重要。科學(xué)探索沒有大小之分，我們只是覺得有意思，感興趣，以前未知，我們就希望了解它，這就是科學(xué)探索的目的。
剛剛說地球上有很多類似火星的地貌，比如智利的阿卡塔馬沙漠。《火星救援》這個(gè)電影是在約旦的玫瑰沙漠拍攝的。同時(shí)，在美國(guó)的猶他州也有一些模擬基地，甚至航天員可以在那實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練等等。在南極一些干涸的山谷里溫度非常低，跟火星上的溫度類似，因?yàn)榭諝馓淞耍諝饫锩鏉穸纫卜浅５停切┑胤經(jīng)]有冰雪覆蓋，有一些干的山谷，那個(gè)地方也被用作火星的模擬基地。
在中國(guó)的青海海西洲德令哈附近也有火星的模擬基地，包括冷湖、大柴旦等等都是火星的模擬基地；在甘肅的金昌也有一個(gè)火星的模擬基地；在新疆克拉瑪依附近的魔鬼谷也是火星模擬基地，其實(shí)這些東西就跟玉龍講的一樣，有些是流水風(fēng)力形成的紅色地質(zhì)地貌，這些地方和地球上比較相似，所以科學(xué)家會(huì)用來進(jìn)行一些火星和地球的模擬和對(duì)比的研究，主要是對(duì)比。它也是一個(gè)非常好的旅游開發(fā)的主題，很多電影紀(jì)錄片在那拍攝，也有很多人會(huì)去那邊研學(xué)、科普、教育、旅游，這都是火星和地球的對(duì)比。
話說回毅力號(hào)這件事，它已經(jīng)是美國(guó)第5輛火星車。前面4輛我給大家盤點(diǎn)一下：第一輛是上世紀(jì)90年代登陸的火星，它叫“旅居者號(hào)火星車“，這個(gè)火星車叫火星探路者號(hào)（MPF），這個(gè)火星車其實(shí)很小，大概一個(gè)籃球這么大，二三十厘米的高度，能力也很有限，只能在著陸器附近繞圈，走不遠(yuǎn)。
21世紀(jì)初期，2003年左右美國(guó)發(fā)射了一對(duì)雙胞胎火星車叫“機(jī)遇號(hào)“和”勇氣號(hào)“，很多人聽說過，這兩個(gè)火星車是一對(duì)雙胞胎火星車，儀器、設(shè)備、結(jié)構(gòu)都是類似的，但是他們分別登陸在火星上不同的地點(diǎn)，有不同的研究目的，也獲得了很好的結(jié)果。這個(gè)火星車的設(shè)計(jì)壽命只有90天，本來它只需要工作90天就可以退休了，在火星上面干三個(gè)月也不容易。結(jié)果它干了十幾年，一共在火星上跑出了一個(gè)馬拉松，這也是人造航天器在地外天地上行駛距離最長(zhǎng)的馬拉松記錄，共跑了四十五點(diǎn)幾公里，第二代火星車大概半人高。
到了2012年第三代火星車——好奇號(hào)火星車，它跟機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)相比又有很大的進(jìn)步，它的高度超過一人高，它的重量也很大，將近有一噸重，要把一噸重的火星車放在火星上，相當(dāng)于一噸重的隕石滑下來，這是比較復(fù)雜、比較困難的。難點(diǎn)在于穿越大氣層的過程中要經(jīng)受高溫、高壓、高速，還不能被燒壞，逐漸把速度降下來后，也不會(huì)在地面上砸出一個(gè)坑，這個(gè)是登陸過程最麻煩的一件事情。
毅力號(hào)火星車在很大程度上跟好奇號(hào)火星車有很多相似之處，也可以認(rèn)為它是好奇號(hào)火星車的一個(gè)翻版，在好奇號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改進(jìn)。比方說它的重量跟好奇號(hào)差不多，能源供應(yīng)方式和好奇號(hào)差不多，著陸方式也差不多，最后都要用天空啟動(dòng)機(jī)的方式來著陸。重量跟街上的小汽車差不多，為一噸重，也是通過核電源發(fā)電。除了這些還有一些新的改進(jìn)，這些改進(jìn)也可圈可點(diǎn)，剛才你提到在火星上生產(chǎn)氧氣，其實(shí)氧氣的生產(chǎn)裝置在科學(xué)界已經(jīng)進(jìn)行了很多年的研究，在地面上也是比較成熟的，但是這次是第一次在火星上生產(chǎn)氧氣，用火星大氣層里面的二氧化碳經(jīng)過化學(xué)變化變成氧氣，這個(gè)小機(jī)器生產(chǎn)出來的氧氣其實(shí)已經(jīng)夠一個(gè)人在火星上一天的生活所需了。如果真的要去火星上，人們不用背著氧氣包，背著一個(gè)機(jī)器就行了，這是一個(gè)很大的進(jìn)步。
段玉龍：這一次毅力號(hào)帶去做氧氣的設(shè)備，它的目的是做一種科學(xué)驗(yàn)證還是說打算在火星上生產(chǎn)氧氣，為人類將來去火星移民做準(zhǔn)備？
鄭永春：所有的火星探測(cè)其實(shí)都是兩個(gè)目的，一個(gè)是了解未知，第二是為未來人類去火星做準(zhǔn)備，這兩個(gè)目的不矛盾。這樣的一個(gè)方式我們叫原位資源利用，原位利用月球上的資源、火星上的資源、天體上的資源，為我們?nèi)祟愒谀切┬乔蛏系纳孀鰷?zhǔn)備。如果大家感興趣，大家可以在網(wǎng)上搜關(guān)鍵詞“ISRU”，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多的相關(guān)資料和研究結(jié)果，其實(shí)我們?cè)谄渌乔蛏弦呀?jīng)進(jìn)行過許多原位資源利用的研究。在火星上的原位資源利用主要是利用火星的二氧化碳來生產(chǎn)氧氣，目的其實(shí)是探索這種技術(shù)的可行性。
我們也知道，已經(jīng)有人有嘗試未來登陸火星，移民火星的計(jì)劃，生產(chǎn)氧氣只是非常早期的一步，像這樣的技術(shù)都需要在以后的航天任務(wù)里面逐步得到驗(yàn)證，每一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)都要確保萬無一失，那時(shí)候我們才會(huì)實(shí)現(xiàn)載人登陸火星的設(shè)想。
段玉龍：那請(qǐng)您接下來繼續(xù)給大家介紹毅力號(hào)所帶的探測(cè)設(shè)備包括它的設(shè)計(jì)思路跟之前的那幾輛火星車有什么區(qū)別？
鄭永春：除了生產(chǎn)氧氣的設(shè)備之外，還有另一個(gè)非常重要的看點(diǎn)是登陸精度更高了。我們知道火星很大，面積相當(dāng)于幾個(gè)中國(guó)，比月亮還要大一倍。科學(xué)家對(duì)于登陸地點(diǎn)的選擇有明確目的，比如說希望它去某一個(gè)山谷、希望它去某一塊平原或某一個(gè)平地，它登陸的越精準(zhǔn)，距離我們的考察對(duì)象就越近，當(dāng)目標(biāo)是考察某一個(gè)山谷里面的巖石時(shí)，很遠(yuǎn)距離的地面行進(jìn)顯然不合適。著陸精準(zhǔn)度取決于我們對(duì)儀器的控制，對(duì)火星的了解，還取決于它自己的一些機(jī)動(dòng)和自主導(dǎo)航的能力。
毅力號(hào)在這方面已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，它能夠在降落過程中進(jìn)行自主導(dǎo)航，高精度的控制它和地面之間的距離。只有測(cè)量與地面之間的距離和明確降落位置這兩點(diǎn)都完成后，它才能夠比較精確的著陸在指定位置，毅力號(hào)這方面有非常大的進(jìn)步。還有一個(gè)進(jìn)步是毅力號(hào)上有一架名為靈巧號(hào)的無人機(jī)，這是第一架在地外天體起飛的無人機(jī)。
段玉龍：為什么要千里迢迢送一架無人機(jī)到火星上？
鄭永春：無人機(jī)不僅在火星上會(huì)非常有用，在地球上無人機(jī)也有無限的前景。比如快遞，災(zāi)害應(yīng)急救援等，現(xiàn)在快遞主要靠快遞員穿街走巷來送達(dá)，將來就可以用無人機(jī)派送，無人機(jī)有很多值得展望的未來，甚至很多的應(yīng)用場(chǎng)景是我們難以想象的。在火星上如果有這樣一個(gè)工具也會(huì)非常有用，不僅僅是為了運(yùn)輸，它還可以提高科學(xué)考察的效率以及科學(xué)考察的范圍。我們知道毅力號(hào)接近一噸重，只靠它的一個(gè)放射性核電源來發(fā)電，發(fā)電量很有限，這種情況下只能開得很慢，考察效率和范圍受到了限制。
還有一點(diǎn)是因?yàn)樗谖粗h(huán)境中，與地球還有十幾分鐘的時(shí)差，越慢才能越安全。遙控指揮一輛車，前方可能有很多未知的障礙，行進(jìn)速度不能很快，所以研發(fā)人員希望火星車開得越慢越好，慢到什么程度呢？大概每分鐘只行進(jìn)幾厘米的速度。
它的每一步都有明確目的，研發(fā)人員希望它可以考察到我們希望它考察的東西，例如前方的巖石或者一些特殊現(xiàn)象，這種情況下它需要行進(jìn)好幾天的時(shí)間，甚至十幾天的時(shí)間才能到達(dá)目標(biāo)位置。但是一旦到達(dá)它可能會(huì)發(fā)現(xiàn)之前的現(xiàn)象是常見現(xiàn)象，只是因?yàn)橹熬嚯x遠(yuǎn)產(chǎn)生誤判，以前經(jīng)常發(fā)生這種情況，去下一個(gè)地點(diǎn)又需要很長(zhǎng)的時(shí)間。而無人機(jī)可以改善這個(gè)問題，它能夠在火星車上起飛，起飛之后它會(huì)考察周邊環(huán)境并設(shè)計(jì)一個(gè)最佳路線。
段玉龍：我理解到的火星車搭載無人機(jī)的一個(gè)重要原因是火星車開得很慢，地面考察會(huì)耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。現(xiàn)在有無人機(jī)就會(huì)不一樣，可以放出無人機(jī)，先對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行考察，科學(xué)家在地球上做出指令，毅力號(hào)再移動(dòng)，再進(jìn)行相關(guān)的考察研究，這也是咱們今天說到的毅力號(hào)火星車上所搭載的小直升機(jī)的非常有趣的作用。
據(jù)我了解，毅力號(hào)上面搭載的小直升機(jī)不如我們?cè)诘厍蛏系男o人機(jī)的效率那么高。地球上的無人機(jī)可以持續(xù)飛行半個(gè)小時(shí)，但是靈巧號(hào)在火星上飛行的時(shí)間沒有那么長(zhǎng)，可能只有幾分鐘的時(shí)間，飛行距離也非常短。
鄭永春：是的，作為第一架在火星上起飛的無人機(jī)，首先最大的難點(diǎn)是怎么才能讓它飛起來。火星大氣密度只是地球的1%，同樣的螺旋槳，在火星帶不動(dòng)地球上同樣重的無人機(jī)，只有更大的螺旋槳，更輕的機(jī)身，才能夠在火星起飛。
在它飛上火星之前，地球上連相關(guān)測(cè)試都很難，地球上沒有像火星這樣的環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。人造真空體積很小，還沒有達(dá)到真正的真空，要制造一個(gè)很大的空間，達(dá)到火星的大氣密度，還要模擬火星上的重力，我們只能在機(jī)身吊一根繩子，用這根繩子抵消2/3的重力，再模擬火星上的大氣密度，反復(fù)測(cè)驗(yàn)，才能夠讓它在火星成功起飛。
還有一個(gè)問題是靈巧號(hào)采用太陽能供能，太陽能在火星上也比地球上弱的多。太陽距離地球一個(gè)天文單位，1.5億公里，而太陽到火星的距離是1.5個(gè)天文單位，2.25億公里。陽光十幾分鐘之后才能到達(dá)火星。相隔的距離越長(zhǎng)，能量就越弱，火星上太陽光的強(qiáng)度只有地球上的一半不到，所以它需要更大的太陽能電池面積，才能夠有足夠的電量。從這個(gè)角度講，無人機(jī)在火星上起飛就是一個(gè)很重要的進(jìn)步。
段玉龍：欲窮千里目，更上一層樓，站得高才能夠看得遠(yuǎn)，才能提升科考效率。毅力號(hào)火星車所降落的區(qū)域是做杰澤羅隕石坑，它去那里的目的是要尋找生命的痕跡。在您看來這次到底能不能找到生命的確鑿證據(jù)？
鄭永春：科學(xué)探索是逐漸進(jìn)步的，我們對(duì)火星的探測(cè)和認(rèn)識(shí)不僅體現(xiàn)在技術(shù)能力越來越高，更是在科學(xué)上的認(rèn)識(shí)也會(huì)越來越深，這是火星探測(cè)的大方向。毅力號(hào)有一個(gè)使命是去火星上尋找生命，之前的幾輛火星車的主要目的是追逐水的足跡，看水流的遺跡，發(fā)現(xiàn)水沉積的礦物以及發(fā)現(xiàn)水作用的痕跡，這些都是之前火星車和遙感衛(wèi)星的工作。
好奇號(hào)以及現(xiàn)在的毅力號(hào)把整個(gè)火星探測(cè)戰(zhàn)略進(jìn)行轉(zhuǎn)移，變成尋找火星上的生命痕跡。早在70年代，就有海盜1號(hào)、海盜2號(hào)這兩個(gè)探測(cè)器著陸在火星上，當(dāng)時(shí)在一把火星的土壤中添加試劑釋放出來一些氣體，從這些氣體里面檢測(cè)到了有機(jī)物，表明火星上可能有生命，有一些微生物釋放出來的氣體已經(jīng)被檢測(cè)到了。但之后又提出數(shù)據(jù)和儀器有一定的誤差，還有需要解決的問題，結(jié)論還不太明確，但這在當(dāng)時(shí)已經(jīng)引起了很大轟動(dòng)。80年代的時(shí)候，科研人員發(fā)現(xiàn)一塊隕石叫ALH84001，是1984年在南極發(fā)現(xiàn)的，在這塊隕石里找到了一些疑似微生物沉積的痕跡。
段玉龍：這塊隕石是從火星上來的吧？
鄭永春：這塊隕石絕對(duì)是火星隕石，隕石內(nèi)像昆蟲一樣的痕跡也是沒問題的，但是它到底是不是蟲子沒辦法確定。我們還有一些研究指出，這些可能不是微生物，而是一些礦物遺跡，是一些化學(xué)變化形成的，而不是生物的反應(yīng)形成，只是形狀像昆蟲而已。全世界在很長(zhǎng)時(shí)間里都在討論火星上是否有生命，甚至卡爾薩根當(dāng)時(shí)還寫過一段話：“火星是火星人的火星，哪怕它們只是微生物”。地球人占領(lǐng)地球，火星人占領(lǐng)火星，哪怕它們是微生物，我們也不能去打擾它們。由此引出了到現(xiàn)在為止我們一直貫徹的行為準(zhǔn)則叫“行星保護(hù)原則”，我們從地球上發(fā)射過去的航天器包括毅力號(hào)、好奇號(hào)這些火星車都不能攜帶地球的生命。
段玉龍：如何把攜帶的所有的生物都去除掉？
鄭永春：這里需要進(jìn)行徹底全面的消毒，比如通過紫外線照射，120攝氏度蒸煮24小時(shí)，盡量消除航天器上攜帶的微生物。在地球上很難消除微生物，完全消除幾乎不可能，所以一定會(huì)有部分被攜帶過去，只是要盡可能減少數(shù)量。
我們的儀器不能使用消毒液消毒，所以存在微生物是不可避免的。“行星保護(hù)原則”就是指不能帶任何微生物去火星，如果這些微生物生存下來，以后再去尋找生命就難以分辨是大規(guī)模繁衍的地球生物，還是原生生物。接下來到21世紀(jì)，火星探測(cè)又取得一些進(jìn)展，美國(guó)和歐洲的航天器在火星的大氣層里都發(fā)現(xiàn)了甲烷。
段玉龍：發(fā)現(xiàn)甲烷意味著生命？
鄭永春：簡(jiǎn)單的來說在地球上有甲烷就有生命，地球上的生命一般會(huì)釋放出甲烷氣體，比如說河底的淤泥也會(huì)釋放出氣泡，這種氣泡都是生命的證據(jù)。除此之外，一種礦物橄欖石，它跟水反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生甲烷氣體。發(fā)現(xiàn)甲烷氣體，是沒有辦法判斷到底是微生物反應(yīng)產(chǎn)生的，還是橄欖石跟水反應(yīng)產(chǎn)生的。我們現(xiàn)在沒有辦法確定，現(xiàn)在我們雖然找到甲烷，而且到處都有，濃度時(shí)高時(shí)低，還是難以判斷它是跟生命有關(guān)的。
談及這次毅力號(hào)，它要登陸的地方是精心選擇的，火星上已經(jīng)列出了幾百處值得探索的地方，大家覺得這些地方特別奇怪，可能跟生命有關(guān)，可能跟河流有關(guān)，有可能跟各種特殊的地質(zhì)現(xiàn)象，權(quán)衡之后，覺得杰澤羅這個(gè)地方最有價(jià)值，最優(yōu)先應(yīng)該去的。
段玉龍：這是為什么呢？
鄭永春：因?yàn)檫@個(gè)著陸的地方是一個(gè)河流的沖擊扇，有點(diǎn)像我們珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、黃河三角洲，它沒有那么大規(guī)模。實(shí)際上是大量的泥沙以及礦物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)涌入到這個(gè)三角洲里面，河流入海口水產(chǎn)品非常豐富。比方說長(zhǎng)江入海口、江蘇啟東、呂四漁港、錢塘江的入海口、舟山漁場(chǎng)、廣東那邊跟珠三角和黃河三角都是海產(chǎn)品比較豐富的地方，這樣的地方實(shí)際上是最有可能有生命的地方。
看看在最有可能產(chǎn)生生命的地方到底有沒有一些生命的信號(hào)。最后要得到的結(jié)果我相信有一些新的進(jìn)展，但是還沒有辦法做到鐵板釘釘，上面就有生命。我們現(xiàn)在沒有辦法直接看到微生物的活動(dòng)現(xiàn)象，我們只是看到了微生物生命活動(dòng)的一些產(chǎn)物，比如甲烷氣體，其實(shí)判斷的是這個(gè)。真正要看到活的生物，哪怕是活的微生物，其實(shí)最佳的辦法還是要采集樣品帶到地球上，在顯微鏡下，在培養(yǎng)皿里進(jìn)行培養(yǎng)。那時(shí)候才能板上釘釘，火星上有沒有生命。現(xiàn)在來講，火星表面肯定不存在生命的。
因?yàn)榛鹦堑耐寥朗怯卸镜模泻軓?qiáng)的氧化性，有點(diǎn)像雙氧水一樣，有很強(qiáng)的氧化性。同時(shí)火星表面的紫外線強(qiáng)度也非常強(qiáng)，我們?cè)诘厍蛏习踩粺o恙的生活，有賴于臭氧進(jìn)行過濾，紫外線沒有那么強(qiáng)。紫外線是一種消毒劑，如果紫外線對(duì)火星表面進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)十幾億年，幾十億年的消毒，那邊還會(huì)有生物嗎，連有機(jī)物都存活不下來，更別提生命。現(xiàn)在還是沒有辦法確定火星上有沒有生命，為了這個(gè)目標(biāo)，毅力號(hào)還有一個(gè)重任，這次要采樣的，上面帶了很多樣品管，每個(gè)樣品管大概有一、二十厘米長(zhǎng)，有幾十個(gè)這樣的樣品管，會(huì)收集沿途看到的有意思的地質(zhì)樣品，采樣，把土壤、巖石收集起來，封存起來，下一次或者下下次，不知道哪一次，可能2026，也有可能2030，其實(shí)要看能力，要看具體的計(jì)劃，希望在下一次火星探測(cè)的時(shí)候把樣品帶回來。每次采樣能力都很有限，采的地點(diǎn)也很有限，趁著這次在上面跑的時(shí)間，讓它盡可能多收集樣品，將來能夠帶回到地球上。只要一克，我強(qiáng)調(diào)一下，只要一克樣品，我們關(guān)于火星的很多謎團(tuán)都可以得到回答，真正的實(shí)物可以在實(shí)驗(yàn)上里面，用地球上最強(qiáng)大的科技能力，這種高精尖的分析儀器對(duì)它每一個(gè)顆粒進(jìn)行非常詳細(xì)的、多學(xué)科的、360度無死角的探測(cè)，只要有蛛絲馬跡，地球上都可以發(fā)現(xiàn)。我們現(xiàn)在為什么費(fèi)那么大勁，毅力號(hào)上有23個(gè)相機(jī)，這么多相機(jī)，這么多分析儀器，我們還是不能回答這個(gè)問題，都源于我們地球上的分析設(shè)備太龐大，運(yùn)不到火星上。
如果大家看一下地球化學(xué)研究專業(yè)的一些什么質(zhì)樸儀、大型望遠(yuǎn)鏡、各種顯微鏡就會(huì)知道了，每一個(gè)儀器都有房子這么大，甚至好幾個(gè)房子這么大，我們沒有辦法把它運(yùn)過去。這些儀器要經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的科研人員要進(jìn)行一些非常復(fù)雜的處理流程，一步一步，有很多步驟，每一步都非常精細(xì)，這樣的過程在火星上沒有辦法實(shí)現(xiàn)。光是靠火星車沒有辦法回答有沒有生命，但是一定會(huì)有新的突破。
段玉龍：比如說下一次登上火星的是人，人到了火星上之后不用把樣品帶回來，能夠得出火星上有沒有生命的結(jié)論嗎？
鄭永春：其實(shí)我們說航天發(fā)展到現(xiàn)在，深空探測(cè)發(fā)展到現(xiàn)在，人的作用和價(jià)值已經(jīng)越來越重要了。當(dāng)然，這里面一直是有爭(zhēng)論的，經(jīng)常有人說載人航天沒有必要把人送上去，因?yàn)闄C(jī)器人都可以做類似的工作。實(shí)際上我們回頭再考慮一下，人的作用和價(jià)值是不可替代的，人的經(jīng)驗(yàn)，人的專業(yè)知識(shí)，人的專業(yè)技能是不可替代的。跟你身臨其境去到一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，能夠非常輕松地判斷這是什么，那是什么，這是什么痕跡。我們說一個(gè)專業(yè)的地質(zhì)學(xué)家到野外能夠非常輕松認(rèn)出這是什么石頭，這里曾經(jīng)有流水、有火山還是有風(fēng)力，還是有生命，其實(shí)有非常多的信息和證據(jù)告訴你。你靠機(jī)器人，他沒有這些專業(yè)訓(xùn)練，也沒有這些技術(shù)和能力，有的時(shí)候就是靠你眼睛就能看出來，靠手就能摸出來，第一手的人的身臨其境的認(rèn)知仍然是不可替代的。
不論是人要登陸火星還是要登陸月球，一方面人有主動(dòng)性，我們知道主動(dòng)想做什么，機(jī)器不會(huì)。第二，人有一些專業(yè)的積累，一些經(jīng)驗(yàn)，這些東西也是機(jī)器所不能替代的，特別重要的是人登陸一個(gè)星球有很強(qiáng)的象征意義，它代表我們?nèi)祟愊蛲庾叱鲆淮蟛健?/p>
下個(gè)月中國(guó)的空間站核心艙就要發(fā)射，將來中國(guó)人就會(huì)長(zhǎng)期生活在太空里面，這是我們走向太空的一步，下一步就要登陸月球，再下一步就是登陸火星。每一步邁出去，大家都有一個(gè)極強(qiáng)的象征意義，不是說中國(guó)人邁出去了，而是說人類邁出去了。中國(guó)人要做這樣的事情，我們代表整個(gè)人類走出了走向太空的這一步，人登陸其他的星球還是有不可替代的價(jià)值和重要的象征價(jià)值。
段玉龍：您提到中國(guó)航天，我國(guó)的“天問一號(hào)”和毅力號(hào)都是在去年7月份發(fā)射，為什么天問一號(hào)在今年大年三十到了火星軌道變軌以后，先要圍著火星公轉(zhuǎn)，而毅力號(hào)是直接登入火星落到降落地點(diǎn)。這里我們也了解一下天問一號(hào)為什么還要做這么長(zhǎng)時(shí)間的等待，新聞報(bào)道在5月份時(shí)才會(huì)降落火星，中間我們要干什么？
鄭永春：這個(gè)問題非常好，天問跟毅力到底有什么不同？其實(shí)一個(gè)火星這么大，能夠探測(cè)的目標(biāo)很多，各自的發(fā)展階段又不一樣，我們的技術(shù)能力也不一樣，技術(shù)基礎(chǔ)也不一樣。我們完全可以做不同的事情，目的都是為了了解火星。美國(guó)毅力號(hào)這次為什么可以直接著陸下去，而不用再像我們帶一個(gè)軌道器在天上轉(zhuǎn)，原因是它在天上有軌器而且不止一個(gè)。它有一個(gè)火星探測(cè)軌道器叫MRO，還有一個(gè)軌道器叫MAVEN，包括歐洲也有軌道器，到現(xiàn)在火星上至少有8個(gè)航天器正在工作，這次又要去3個(gè)，此時(shí)此刻相當(dāng)于有11個(gè)航天器在火星上工作。
毅力號(hào)拍攝的照片獲得的探測(cè)數(shù)據(jù)都是要通過火星勘測(cè)軌道器，已經(jīng)有的火星衛(wèi)星傳回地球。它為什么直接可以落下去？因?yàn)樘焐现坝袞|西，而且是很多年前，五六年前，七八年前發(fā)過去的東西，一直在那繞。中繼衛(wèi)星沒辦法缺少，火星車沒有辦法直接跟地球進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸，沒有這個(gè)能力，雖然有一定的通信能力，但是沒有辦法把大量的數(shù)據(jù)傳回來,所以需要中繼衛(wèi)星。
中繼衛(wèi)星就是火星上的遙感衛(wèi)星，他們已經(jīng)有了，中國(guó)要靠天問一號(hào)自己帶過去，如果天問一號(hào)也分成兩次，一次先發(fā)一個(gè)衛(wèi)星繞起來，第二次再發(fā)一個(gè)車讓它落下去，其實(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)，這是兩個(gè)路徑。我們要分兩次執(zhí)行，而且每一次發(fā)射窗口又非常有限，780天，26個(gè)月才有一次機(jī)會(huì)，一次機(jī)會(huì)里面萬一有一次失敗了呢，軌道器去了火星車沒有成功，火星車去了軌道器沒有成功，這都是不可以接受的結(jié)果，所以我們選擇把三個(gè)東西一起放過去。有軌道器，又有遙感衛(wèi)星和中繼衛(wèi)星，又有著陸器就是一個(gè)火星車和著陸器。這樣使得你這個(gè)航天器就很重，又要把火星車，又要把軌道器帶過去，重了到火星附近剎車就比較困難。大卡車剎車跟小汽車剎車肯定不是一個(gè)量級(jí)，大貨車在路口剎車，距離很長(zhǎng)，聲音也很刺耳。
天問一號(hào)抵達(dá)火星的時(shí)候在臘月二十九，在火星上踩了關(guān)鍵的一腳，現(xiàn)在已經(jīng)環(huán)繞火星成功了，前幾天從環(huán)繞火星的赤道軌道變成環(huán)繞火星兩極的軌道，它能夠?qū)鹦堑娜蜻M(jìn)行遙感探測(cè)，能夠得到大量的火星圖像和數(shù)據(jù)。這個(gè)軌道要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)整，剛剛剎車的時(shí)候是一個(gè)大橢圓軌道，近火點(diǎn)只有400公里，遠(yuǎn)火點(diǎn)有十幾萬公里，地月之間就38萬公里，所以非常遠(yuǎn)的距離，慢慢收斂下來，收斂是需要時(shí)間的，離火星越來越近，這個(gè)過程中它沒有閑著，每次都會(huì)獲得大量的火星表面的遙感圖像，從這些遙感圖像里面加深我們對(duì)火星的認(rèn)識(shí)，考察我們選擇的著陸場(chǎng)，也就是烏托邦平原里的某一個(gè)基點(diǎn)，這個(gè)基點(diǎn)大概相當(dāng)于中國(guó)的兩廣地區(qū)的經(jīng)緯度。
這樣一個(gè)地方需要用天問一號(hào)進(jìn)行考察，收斂它環(huán)繞的軌道，找到合適的登陸時(shí)機(jī)。為什么天問一號(hào)大年三十已經(jīng)抵達(dá)火星，5月份才登陸？其實(shí)是因?yàn)樘靻栆惶?hào)采用了不同的探測(cè)策略。
段玉龍：看有一些網(wǎng)友也說過去無論是歐洲甚至印度、蘇聯(lián)、還有美國(guó)，都對(duì)火星有很過大量的探索，美國(guó)比較領(lǐng)先，美國(guó)有很多火星方面的數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)為什么不能共用？為什么不能直接登入火星？因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)不是我國(guó)一手獲得的數(shù)據(jù)，要想在火星上走得比較順利，必須獲得一手?jǐn)?shù)據(jù)。2月底到5月份對(duì)火星有了更全面的了解，建立了屬于自己數(shù)據(jù)之后才能有的放矢，讓火星車落到預(yù)定的位置去，而且整個(gè)數(shù)據(jù)的獲得過程也會(huì)提升火星車落到火星上的幾率的成功率。
鄭永春：，歐洲的兩次火星著陸都出現(xiàn)了失敗，第一次火星快車攜帶一個(gè)著陸器叫“獵頭犬2號(hào)“，著陸的時(shí)候失蹤了。第二次是2016年攜帶了一個(gè)著陸器叫“斯基阿帕雷利號(hào)“，在著陸之后也失敗了。歐洲和美國(guó)關(guān)系較好，數(shù)據(jù)應(yīng)該充分共享，情報(bào)也是共享，歐洲人失敗了，美國(guó)人也沒幫忙。這就說明這些方面的核心機(jī)密和能力，還是有所保留的，大家也是可以預(yù)料到。
第二方面，對(duì)于火星探測(cè)這件事情，第一手的數(shù)據(jù)、第一手的經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)能力的驗(yàn)證，都得靠自己一步一步走。雖然說火星探測(cè)是全人類的事業(yè)，火星的科學(xué)數(shù)據(jù)是向全世界公布，比方火星的地形數(shù)據(jù)、地貌數(shù)據(jù)，氣象、環(huán)境這些數(shù)據(jù)。中國(guó)的科學(xué)家早就在用這些數(shù)據(jù)做研究，我國(guó)也發(fā)表了一些相關(guān)的論文。
總體上，從技術(shù)的角度，對(duì)火星認(rèn)識(shí)理解的角度，是需要我們自己來邁出這一步。沒有別人幫你能夠吃飯，也沒有人能夠幫你走路。從這點(diǎn)來講，我們從第一步上來講已經(jīng)走得非常快了，不是一小步而是一大步。
段玉龍：這一大步不是我們淺顯看到的，邁出去的一步。從火箭到衛(wèi)星再到載人航空，還有天宮2號(hào)的建設(shè)，正是中國(guó)人一步一步走過來，正是了這樣的積累我們看到了天問一號(hào)抵達(dá)火星，正在對(duì)火星進(jìn)行非常細(xì)致的觀察，得到足夠的數(shù)據(jù)，切實(shí)可行的方案制訂以后，天問一號(hào)也會(huì)按照原定的計(jì)劃降落在火星，對(duì)于全人類而言都是非常重要的一步，那么在這里希望，天問一號(hào)在內(nèi)的火星探測(cè)器，還有今天的主角毅力號(hào)，還有其他的火星探測(cè)器都能夠在奔赴火星這條路上有很多的收獲，一步比一步走得更前，一步比一步帶來的收獲更多，因?yàn)閹淼倪@些收獲是科學(xué)的進(jìn)步，同樣也是全人類的進(jìn)步。
今天這期直播就到這里，非常感謝永春，希望未來有機(jī)會(huì)還能夠這樣見面聊天，希望大家繼續(xù)關(guān)注騰訊新聞，關(guān)注騰訊新聞很多精彩的科學(xué)內(nèi)容制作，希望有機(jī)會(huì)和大家相聚在一起，聊一聊火星，聊一聊宇宙深處，聊一聊星辰大海。永春有一句話我特別喜歡，心懷星辰大海，我們才能夠看的更遠(yuǎn)，才能夠走的更遠(yuǎn)，才能夠重新對(duì)于自己和世界建立一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。
鄭永春：玉龍已經(jīng)把我的話也說完了，現(xiàn)在的技術(shù)讓我們更加便捷，我們可以經(jīng)常在網(wǎng)絡(luò)上見面，也可以讓我們實(shí)時(shí)了解世界的進(jìn)步，所有的進(jìn)步都是人類的進(jìn)步，中國(guó)人也有這樣的胸懷，我們能夠熱切期待其他的國(guó)家，其他的民族能夠在火星探測(cè)的征途上取得成功。這里再次祝大家牛年大吉，健康平安。
段玉龍：牛年大吉，牛年行大運(yùn)，祝各位牛牛牛，今天我們這期直播到這里結(jié)束了，再會(huì)。
