人類對火星時斷時續的探索經歷了最新的成敗時刻，世界各地的科學家都鬆了一口氣。
今天美國東部時間下午 3:44 剛過，一位來自地球的訪客從晴朗寒冷的火星天空墜落到一個 35 億年前形成的、直徑 50 公里的岩石、塵土和火山灰盆地，名為耶澤羅隕石坑，這裡曾經是一個巨大的湖泊。七分鐘前，它以接近每小時 20,000 公里的速度觸及這顆行星大氣層的頂端，透過摩擦消耗了大部分速度，並受到隔熱罩的保護，免受由此產生的火球的侵害。一面小聯盟棒球場大小的超音速降落傘展開以進一步減速，隨後透過一個被稱為“天空起重機”的機器人噴氣揹包進行最後的計算機控制下降，它使用可拆卸的繫繩將訪客輕輕地放到隕石坑底部。在遙遠的上方，軌道航天器監測著它的進展，等待著確認其成功著陸的第一批訊號，這些訊號以光速向地球發射，將在大約 11 分鐘後到達我們的星球。
經過漫長的等待，美國宇航局的“火星毅力號”探測器終於抵達。這款汽車大小的核動力探測器構思於十年前，並從幾代科學家的夢想中提煉出來，於 2020 年 7 月發射，當時正值一場改變世界的疫情爆發數月後，它在七個月內行駛了近五億公里，並經歷了一次高度緊張的七分鐘行星著陸，從太空到達耶澤羅隕石坑——它真正艱苦的工作現在將從這裡開始。
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“毅力號”（或簡稱“珀西”）計劃在火星表面行駛至少一個火星年（相當於地球兩年），並執行一份雄心勃勃的待辦事項清單。使用岩石汽化雷射器和探地雷達探索環境，並使用一套精密的相機拍攝高解析度全景照片、3D 立體圖和微觀特寫？完成。收聽火星的聲音景觀，並使用車載感測器建立天氣報告？完成。測試一種從稀薄到令人窒息的空氣中製造氧氣的裝置，併發射“獨創號”，這是一款史無前例的四葉火星直升機，在那些異星天空執行飛行任務？完成。
美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的專案副經理 Matt Wallace 是所有先前火星探測器任務的資深人士，他表示，後兩項任務以及“毅力號”的總體複雜性使其成為“我認為的首個類人先驅任務”。擴大規模後，其製氧實驗 MOXIE 可以為未來的宇航員提供可呼吸的空氣和火箭燃料，他們還可以使用更先進的火星直升機來勘察周圍環境。
但說實話，所有這些都是次要的或補充性的，“毅力號”存在的真正原因是確定火星上是否曾經存在生命——以及是否未來會存在生命。
“毅力號”的探索任務
美國宇航局行星科學部門負責人 Lori Glaze 在週三的公開演講中表示：“這款探測器的核心是一個機器人地質學家和一個移動天體生物學家。我們真正追求的是識別哪些岩石最有可能儲存過去生命的有機指紋的能力。”
自太空時代曙光以來，紅色星球一直是天體生物學研究最珍貴的目標，它是太陽系中最接近地球的類地天體。儘管它目前是一個寒冷、惡劣的沙漠世界，但在數十億年前，它曾溫暖溼潤——據推測，這是一個非常適合生物學基礎知識產生的地方。但不知何故，很久以前，火星和地球的道路分道揚鑣，只留下一個行星充滿了生命。
如果在火星上看不到古代生命的跡象，將加強地球確實相當特殊的論點，表明儘管初始條件幾乎相同，但在我們的姐妹世界中從未出現過小生物。相比之下，在火星上發現獨立的生命起源將為宇宙在某種意義上是為生物學的蓬勃發展而構建的這一令人難以置信的觀點提供有力的證據。雖然大多數科學家懷疑化石微生物是我們可能在紅色星球上發現的最先進的生物，但那裡任何現存的生命——即使是單細胞生物——也會促使一些人呼籲進行行星隔離，將火星留給火星人。從某些方面來看，一個看似貧瘠的星球將是最終人類探索甚至在那裡定居的最有希望的情景。
“毅力號”有望比以往任何任務都更接近這些相互關聯的謎團的答案。尤其是因為它的著陸點耶澤羅隕石坑，這裡蘊藏著該星球上最大的古代湖泊和三角洲系統之一，並且充滿了從周圍流域沖刷下來的沉積物（以及，也許，微化石）。
此外，耶澤羅在空間和時間上都夾在火星曆史上兩個形成性事件之間。它位於 Syrtis Major 內，這是一個大約 38 億年前形成的火山複合體，它本身毗鄰 Isidis Planitia 盆地，這是一個巨大的撞擊坑，形成於 Syrtis 首次噴發前約一億年。“該地點被這些主要的行星事件所包圍……我們在耶澤羅周圍的岩石中看到了它們的影響，”毅力號探測器在 JPL 的副專案科學家 Katy Stack Morgan 說。她說，在耶澤羅，“我們有一個瞭解早期太陽系演化的視窗，以及地球上生命正在出現，火星上生命也可能正在出現的時期。”
站在巨人肩膀上取樣
自 20 世紀 60 年代以來，已向火星發射了近 50 個航天器，但迄今為止，只有 5 個（全部來自美國宇航局，包括“毅力號”）成功地在火星表面行駛（中國的“天問一號”著陸器計劃於今年 5 月著陸，並攜帶自己的探測器，力求成為第六個）。第一個是微小的探路者“索傑納號”，它在 1997 年表明巡視是可能的。接下來是孿生火星探測漫遊車“勇氣號”和“機遇號”，它們於 2004 年抵達火星，目的是“追隨水”並確定生命液態基石的區域性丰度。緊隨其後的是“毅力號”的近親克隆和先驅“好奇號”，它於 2012 年抵達火星，對火星的宜居性進行仍在進行的調查。然而，沒有一個探測器能夠接近完成許多地球專家認為火星探測最關鍵的一步：將適量、原始的行星碎片帶回地球，在那裡研究人員可以使用任何可想象的探測器都無法容納的實驗室裝置研究它們以尋找生物學跡象。
“在我看來，從火星取回樣本是我們這一代人的行星科學事業，”JPL 行星科學主任 Bobby Braun 說。“這是一個雄心勃勃、具有挑戰性、科學上引人注目的目標，如果我們共同努力數十年，就觸手可及。”
與所有前輩不同，“毅力號”將成為這項大膽努力的開端，這是美國宇航局和歐洲航天局之間的一個合作專案，被稱為“火星樣本返回”（MSR）計劃。
星際接力賽開始
“毅力號”MSR 工作的關鍵將透過位於其兩米長機械臂末端的一個裝有攝像頭、光譜儀和鑽探裝置的炮塔進行。Wallace 和其他人將這個堅固的元件比作安裝在手提鑽上的微型化學實驗室和潔淨室，所有這些都在接近技術對火星表面環境中灰塵、輻射和劇烈溫度波動的耐受極限下執行。任務科學家將使用炮塔識別和檢索具有天體生物學意義的材料，最多可填充 43 個試管狀容器，這些容器隨後將被快取，以便後續任務稍後拾取，這些後續任務目前正在開發中。
根據 Stack Morgan 的說法，她和她的同事們初步計劃將耶澤羅隕石坑的坑底和邊緣，以及該地點的巨大三角洲和古代海岸線的邊緣等幾個區域作為優先樣本採集目標。
現在“毅力號”已安全著陸火星表面，時間正在流逝。“我們需要非常快速地收集大量這些樣本，”Wallace 說，他引用在一個火星年內收集 20 個樣本作為任務的基準目標。無論“毅力號”收集多少樣本，它們都必須準備好最終被一個接力團隊——一個樣本取回著陸器和一個地球返回軌道器——拾取，這兩個飛行器可能會在本十年末發射。他們像接力賽中的夥伴一樣協同工作，最早可以在 2031 年將接力棒——也許是半公斤珍貴的樣本——帶過陸地終點線。
“‘毅力號’將要進行的科學研究將在未來幾十年內為我們的世界提供資訊，”Braun 說。“今天在學校裡，甚至可能尚未出生的科學家將從即將發生的事情中受益……‘毅力號’是啟動樣本返回計劃的第一步，但在美國和整個歐洲，我們已經在進行接下來的兩個任務。”