美国总统奥巴马去年4月15日在位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心公布了新太空计划,表示美国将不再走因循守旧的路线,而是要努力寻求突破和创新。新蓝图取消了返月计划,而是将火星定为美国载人航天计划的目的地。奥巴马信心十足地表示,他定能在有生之年看到人类踏足美丽的“红色星球”。显然,美国对探索火星有着浓厚的兴趣。
虽然人类至今还没有亲自到过火星,只派出探测器登上过这颗红色星球,但是,人类的幻想却是无止境的。现在美国宇航局的火星登陆计划已经开始逐步实施,根据白宫的计划,美国人将在2030年登陆火星;而俄罗斯更是提出,要在2015年将宇航员送上火星。这些大胆的航天计划,将是人类移民火星的第一步。
是第二个地球吗?
与地球相比,火星的质量小于地球质量的九分之一,半径仅为地球半径的二分之一左右。但火星在许多方面与地球较为相像:火星的自转周期几乎与地球一样,一个火星日只比一个地球日长41分19秒;火星自转轴的倾角也几乎和地球相同。因而,火星也有四季变化,气温比地球低,生存条件仅次于地球。火星与地球明显不同的是,火星的公转周期几乎是地球公转周期的两倍。所以,火星上每个季节要持续6个月,而不是3个月。
最使人们感兴趣的是,火星的自然条件与地球很相似:两者都有大气层,大气层中均含有二氧化碳、氮、氧,不同的是大气成分含量不同。火星大气中二氧化碳占95%,氮气占2.7%,氧气占0.1%,而地球大气中二氧化碳占0.03%,氮气占78.1%,氧气占20.9%;两者都存在水的形态,不同的是地球上有的是丰富的液态水,它是生命的源泉,而火星上尽管发现在大气中含有微量的水蒸气,70年代的“海盗”号飞船发现火星上的“河流”似乎是古代河床的痕迹,但至今尚未发现液态水的迹象;两者表面都有一层土壤,不同的是,地球土壤中有着一个生机盎然的世界,而火星土壤到目前为止还未发现生命的迹象。
干涸的火星表面及其环境因素致微生物难以存活
火星激发了人类学者和古生物学者的兴趣,他们猜想火星土壤或许能够说明行星的演化过程,或者为什么停止演化(就像火星那样)。有人认为火星像地球一样,是类生命体,甚至是微生物的储藏室。科学家们希望解开生命未能在火星发展演化的谜案。
火星上富藏一种商业资源―――氢的重同位素氘。氘是第一代和第二代核聚变反应堆的主要元素和现代核工业的主要原料。由于它在地球上的稀缺性,其价格高达每公斤1万美元。一旦核聚变反应堆投入商业运营,氘的价格还会上升。显然,火星的开发者将能够开采氘元素,并将其中的大部分运回地球,剩余部分则用于在火星建立核聚变反应堆,这将会使火星开发处于双赢局面,地球获得宝贵的资源,火星实现经济自给。
寻找外星生物
宇宙之大是人类永远无法想象的,和这个广袤的空间相比,世间一切都显得那么渺小。地球上的生命,难道真的就是宇宙中的唯一吗?
越来越多的科学家认为,今天已经不能排除地球以外星球存在生命的可能,而寻找外星生物应从地球开始。仔细观察地球,便可发现生命几乎无处不在,生命并不像我们想象的那么脆弱。只要有适当的物质,外星的原始环境便能演化出各种生物。
“是他们救了我?他们是谁?是俄国人吗?”
“不。是火星人!他们有很可怕的绿皮……”
在一些科幻影片中,外星生物始终是以“人”的外形出现。但是,科学家认为,想看看“火星小绿人”的人是会失望的。问题不在于“小”和“绿”,而在于“人”,即使有外星生物存在,它们无论如何不可能是“人”。外星生物有哪些特征呢?
在好莱坞关于外星人的好多影片中,“外星人”身上都披挂悬垂物。外星生物真的要靠悬垂物生存吗?从地球上的生物来看,挂着悬垂物的物种并不多,因为那样很容易受到掠食者的攻击。如果外星生物浑身长满了悬垂物,它们一旦遇上掠食者,就将会被轻易地生吞活剥,悬垂物只要被吃掉,它们就不太可能继续存在。
人类演化出手脚是为了适应环境,遥远的外星生物有可能演化出相同的手脚吗?繁殖生物学家科恩说,如果把地球生物的演化史重新来一次,哪些特征会再度出现似乎也有规律可寻。地球上很多生物都演化出眼睛、四肢和皮肤。因此,科学家认为,外星生物也将演化出眼睛、四肢和皮肤等特征。而羽毛和五指等特征,也许只是地球的特产。
但是,不管人类如何深入太空,都不太可能发现像人类这样的外星生物。当然,很多科学家相信太空中确实有生物,并早已经开始寻找他们了。
生命的源头来自太空?
早在2001年2月,科学家首次以实验显示,当简单的化学元素曝露于外太空的恶劣环境里时,其分子便会自动地排列成中空的结构,看起来就像所有生物身上都有的细胞膜一样。研究人员认为,这项实验可以说明,对生命起源极为重要的早期化学反应,可能在太空中便已形成。
科学家认为,从这个实验可以推论,地球上的生命很可能早在数十亿年前便已经开始“繁衍”,因为类似这种诞生于寒冷星云间的有机化合物,可能透过彗星、陨石和星尘降落在地球,之后迅速蔓延。
美国太空总署的研究员阿拉曼多拉表示:“细胞膜的构成分子在太空中随处可见,而细胞膜可以说是生命的源头。这项发现意味着宇宙中可能充斥着生命。”
不少科学家认为,对于科学家们百思不解的“生命如何起源”问题,这个发现倒是提出了新的线索。原先有关地球生命起源理论的权威说法是,早期的地球提供庞大丰富的化学资源环境,有助于化学作用的进行,因而产生首批有机生物。如今研究人员却认为,生命的开启很可能早在地球成形之前便已发生,一旦这些化合物落在适合的环境里,他们便可以很快地开始转化成生物。
至今没有人知道地球的生命起源究竟是什么,可能是飘浮在原始海洋上的裸露基因物质,或是已经有薄膜覆盖的基因物质。但研究人员指出,从某种程度来说,有无这层薄膜是理论成立与否的关键。
美国搜寻地外文明计划研究所研究员杜沃金说:“就我们所知,地球生物利用薄膜结构来区隔保护自己,不致受到外界生命过程的化学作用所影响,生物会透过这些薄膜来攫取和制造细胞的能源。”
杜沃金将这些薄膜(即多半由特殊浑圆分子所组成的两层薄膜)比喻为盖房子,“或许这些分子就像是横卧四周的原木建材,好让生命源头的化学物质搬进来住,并树立本身的理家风格或盖成他们自己的房屋。”他强调,这些结构本身并非“生命”,就目前大家所能接受的定义来说,它们缺乏演化的基因讯息,“我们只是试图了解这些物质究竟是如何运作的。”
阿拉曼多拉说:“以地球以外生物的分子复杂程度而言,我们现在才刚体会到,现今所看到的一切也只不过是冰山的一角。而对生命起源很重要的复杂有机分子,很可能会落在任何刚成形的星球表面之上。”
适合生存的根据
未来的火星探测车可以采集火星表面样本并返回地球;右图为卫星图片显示,液态水在火星表面流泾的痕迹
2007年5月21日,美国宇航局公布了“勇气”号火星探测器发回的最新照片,这些照片以非同寻常的证据表明,火星上曾经有水。这一重大发现给科学家们带来了莫大的兴奋。科学家介绍说,“勇气”号发现火星土里富含硅石,而硅石的沉积是需要大量的水作为条件的。因此,火星过去可能比现在更湿润,这同时为“火星生命说”添加了新的重要证据。科学家们开始猜测,火星这样的条件和环境很可能适合生命的生存。
美国宇航局的科学家们拿出了新证据,证明地球的邻居火星上的确曾有生命存在:他们在1.3万年前落到地球上的一块火星陨石中发现了石化了的简单细菌。
2009年11月30日,美国航天局披露,1984年在南极洲发现一块火星陨石,这块被命名为“艾伦·希尔斯84001”的陨石是火星表面的岩石,可能受到彗星或小行星撞击后飞向地球,途中经过了1600万年的时间,降落到地球上的时间距今已经有1.3万年。该陨石的化学构成与人类在1970年代采集到的火星大气样本相符合,因此可以断定其来自火星。
科学家们在这块陨石中发现了蠕虫形态的结构,并推测这极可能是石化了的细菌。这些细菌是在陨石表面以下发现的,这说明它们是在陨石抵达地球时已经存在,而不是在后来的岁月中被地球上的细菌入侵生成的。约翰逊航天中心科学家戴维·麦凯说:“这是火星上有生命的非常强有力的证据。”
美国太空总署认为,今天我们应该用新思维探寻外星生命,地球外的生命形式可能非常奇怪,而我们可能无法立刻将其识别。对那些寻找外来生命现象的科学家来说,他们应该寻找那些不熟悉的以及熟悉的生命现象。
西雅图华盛顿大学的海洋学教授巴罗斯指出,实验室的各项试验显示,水并不一定是生命存在的基础。生命体有可能利用甲烷、乙烷、氨甚或更加奇怪的化学物质作为维持生命的材料。令人信服的是,科学家们已经发现了极端亲和生物,所谓极端亲和生物指的是那些生活在极端高温、寒冷和阴暗地区并利用原来以为和生命不相容的化学物的生物。这些发现改变了人们原来以为的生命存在的环境的概念。
火星之谜有待揭开
去年6月10日,美国媒体公布了美国宇航局火星轨道探测飞行器拍摄的一张图片,在火星表面发现了一个深洞,里面非常黑,它有可能是通向火星地下洞穴的入口,这个奇特的黑洞有100米宽,位于火星东北部的Arsia Mons火山斜坡上。科学家认为,这里面可能存在生命,而且,如果里面存在生命的话,这个不同寻常的洞穴能给火星生命提供保护。此前的4月15日,美国宇航局的“奥得赛”探测器和热辐射成像系统在火星上还发现了7个奇特的洞,科学家们认为它们可能也是通往地下的入口。
在这个洞口附近没有发现向外涌动的痕迹或喷发出的物质,因此研究人员排除了这是一个冲击坑的可能性。在这个黑洞里面看不到洞壁,也看不到其他任何东西。因此,科学家猜测这个洞可能是完全垂直的,而且洞内非常的黑,更有可能是个悬崖。火星洞的发现重新唤起了人们对于火星生命的联想。美国负责“菲尼克斯”号火星探测任务的首席调查员佩特·斯密思说:“越向火星内部深入,温度也将越来越高,直到在某一点温度恰好合适,那里可能存在液态水和生命。”斯密思推测,火星洞也有可能截留了一部分之前流过火星表面的液态水,那样,生命存在的可能性将增大。
移民火星路漫漫
火星全貌图
火星是除金星之外离地球最近的行星,由于运行轨道的变化,它与地球的距离在5570万公里——12000万公里之间。夜间天空中的火星荧荧如火,亮度常变,令人迷惑。在古罗马神话中,它被想象为身披盔甲、浑身是血的战神“马尔斯”,这也是火星英文名字的由来。
人类已经知道,火星上的绿黏土和火山灰,有利于植物生长;火星大气中有足够的二氧化碳气体,可提高植物光合作用的效能,使农作物获得比地球上更大的丰收;火星上到处都是氧化铁等氧化物质,可还原出氧气来;火星上有丰富的能源,如风能比地球上要丰富得多,火星上有地热能,还可利用二氧化碳和氢制造甲烷燃料,也可用重氢进行核发电;等等;火星上有火山活动和水流冲击形成的各种金属富矿,这比散布在土石中的月球金属元素优越得多。
随着人类对火星的了解越来越多,不少科学家,甚至美国宇航局都已经开始进行移民火星的科学探索。在这些“火星发烧友”中,最热心的要算美国著名的“火星协会”了。该协会目前已经制定出一套详细的改造火星计划,而且计划如“愚公移山”一样,逐步实施这个惊世骇俗的移民计划。也许1000年后,当温室效应最终摧毁我们的家园的时候,这一移民计划会成为人类的“诺亚方舟”。
人类移民火星,美国的行动最快。奥巴马总统已批准了60亿美元的计划,包括实施改造火星的宏伟计划,最重要的是要让火星上生成人类赖以生存的氧气。对于这一目标,很多科学家认为需要2万至10万年的时间,因而是遥不可及的。但火星协会的创始人、科学家罗伯特·祖柏林教授认为,这个过程只要大约1000年时间就可以完成。
温室效应对于地球来说可能是灾难性的,然而却有可能帮助人们在火星上开始新生活。行星专家认为,随着空间科学技术的日新月异,1000年后,人类通过温室效应将火星变成适宜人类居住的星球并非梦想。2500年前,古希腊哲学家伊壁鸠鲁在给朋友的信中说:“没有任何理由,但是我相信,在宇宙中有无数个世界存在生命。”事实上,人类一直都没停止过对苍茫宇宙的好奇。这颗让古代人类充满幻想的星球,如今又成为人类的希望所在,因为火星是目前科学家勘探到的环境最接近地球的星球。如果要寻找另外一个适合人类居住的星球,火星肯定是第一候选。
著名理论物理学家、数学家斯蒂芬·霍金说过: “只要被限制在一个星球上,人类的生存就面临着风险……一次小行星撞击或一场核战争可能迟早把我们消灭,但是,一旦我们分散于太空,并在那里建立独立的殖民地,我们的未来应该是安全的。” 美国宇航局前局长肖恩·奥基夫在“勇气号”火星车成功登陆火星举行的记者招待会上,曾感慨万千地说:“我们很快将重返火星,人类将彻底揭开火星之谜。”
责任编辑 李 辉