书城科普破译神奇火星之谜(破译奥秘大世界丛书)
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第13章 探索火星的秘密(13)

在21世纪初的一天,两艘非常巨大的飞船徐徐起飞,开始前往火星的旅程。其中一艘飞船装载着货物、食物和试验探测仪器,而另一艘则载着4名航天员,当它们到达火星后,两艘飞船将对接在一起。此时,只见载人飞船的舱门打开,从中走出2名航天员,乘一艘小型飞船降落在火卫一上,而另外两人则在大型飞船里工作。3周后,在火卫一工作的航天员胜利完成任务,乘坐小型飞船飞离火卫一,与大型飞船对接。这是人类登陆火星的预演。

当这两名航天员在不停地忙碌的时候,另外两名航天员正在对火星进行远距离探测。在他们的遥控下,两辆火星漫游车在火星上登陆,由于航天员呆在距火星仅有几百千米的范围内,可以直接遥控漫游车,漫游车获得的各种信息,将及时地以数据和照片的形式传回轨道中的飞船。

当航天员们完成了在火卫一上的工作后,将乘上升火箭返回火星轨道内,把货运飞船中的燃料转移到载人飞船里,经过短暂的准备后,宇宙飞船将脱离火星轨道,开始8000万千米的返回地球的征程,当他们进入地球轨道空间站休息几天后,将转乘早已等候在那里的一架航天飞机飞回地球。

研究小组前往火星

在研究火卫一之行带回的所有信息后,人们将派出研究小组飞往火星,由于耗资巨大,因此,这一计划很可能是由美国、俄罗斯、欧洲、日本等国家共同合作来完成。

研究小组飞往火星的方法与探测火卫一一样,先发射一艘货运飞船,载着物资和仪器设备,还有一辆登陆火箭,登陆火箭内备有生活住所、勘探用的设备和上升火箭。

当货物飞船经过8个月的飞行进入火星轨道后,载着8名航大员的飞船起飞,与等候在那里的货运飞船对接。

此时,先派出4名航大员乘登陆火箭在火星表面着陆,另外4人则在飞船里进行试验和监测,井协助在火星上的4名伙伴工作。

火星上的航天员将利用1个月的时间,马不停蹄地了解火星的各种信息。晚上,他们将住在经过特别设计的活动建筑里,这个建筑事先都在地球上制作好了,一到火星上,很快就可以搭好这个建筑物。

探测完周围的环境后,他们将乘火星车在火星表面上行驶,到较远的地方探测,同时,利用他们携带的通信设备,及时地将照片和火星地理、气象、生物、资源等各种数据传回停靠在火星轨道上的飞船。

在火星进行了为期1个月的探测后,4名航天员将乘坐上升火箭,返回到在轨道上等候,与另外4名伙伴会合,他们的设备则留在火星上,以供下一批航天员使用。

尔后,航天员启动飞船,冲出火星轨道后,开始返回地球的飞行。他们把飞船停靠在空间站上或转换设备中,在那里,他们将卸下所有的装备,乘航天飞机返回地球。

由于装载量大,这两艘飞船需要一个转换设备,当宇宙飞船像空间站一样处在轨道上的时候,这个转换设备的功能是连接货船和载人飞船,在长途飞行时则为它们添加燃料。

启动人类移民火星计划

当火星研究小组踏上火星的土地后,火星上到底有没有生命的问题就不成问题了。其实,火星上有没有生命已经不再重要,重要的是经过人类的改造,它是否能适应生命特别是适应地球生命的生存。这些,或许需要几个火星小组前往火星工作,并对带回来的火星数据进行研究才能找到答案。不过,现在有的科学家认为,通过引进外来资源,可以将火星上的环境改造得同地球相似。尽管这个想法有些大胆和超前,现在还是一个未知数,但是,大胆的预言家们已经断言,在2050年甚至稍后的时间里,火星移民计划就会付诸实践,人类将实现在火星上居住的梦想,一个新的火星工业和农业经济的时代将来临。

到那时,由于火星驻人基地和火星工业、农业的建立,地球与火星之间的交通将变得频繁起来。那时用一种航天器在地球和火星之间直飞是非常不经济的,科学家们设想用分段接力的方法进行地球和火星之间的运输。即在绕地球和火星的轨道上,设航天港,建造巡天飞机,在航天港之问,循环往复飞行,地球和火星到航天港之间的交通任务,则由专门的航天器来承担。

在北极建立火星基地为了尽早为建立火星基地做准备,一个被称为“火星社会”的研究小组正在计划建造一个模拟火星环境的火星基地,这个基地位于加拿大境内的北极圈内,研究小组计划在这个基地里,花一两年的时间完成登陆火星的准备工作。

人类登陆火星最大的难题是如何适应火星恶劣的环境,因此,这个研究小组的主要工作是研究如何在火星的自然环境里生活。这个基地建成后,其白天的环境试验温度可以达到零下23摄氏度,这种温度与火星上的夏天非常相似。他们的研究方向很明确,那就是在火星的环境里面,运用火星资源,实现自给自足的生活。

主要由美国国家航空航天局科学家和宇航员组成的研究小组全体成员,始终坚定不移地相信,有一天人类终将登上火星。

南极火星陨石之谜

1996年8月6日,美宇航局对外宣称,从来自火星的陨石中发现了显示原始生命体存在可能性的物质。引起科学家和公众的高度关注。

近年来,一个美国科学家小组在南极大陆上收集陨星。南极大陆荒无人迹,陨星往往能滞留在陨落之处成千上万年而维持原状。该小组对搜集到的陨星进行了地质化学分析和放射物理实验后,验明证身,其身份——它们来自火星。在八块中的一块最高龄高达45亿年。其中一块陨石据认为是距今38—40亿年前,由位于火星和木星之间的小行星群与火星相撞后,留下了当时事件的痕迹。约在1600万年前,又有小行星或彗星撞上了那个区域,使一些岩体碎块飞离火星,在行星际空间邀游,直到1.3万年前,和地球在太空遭遇,进入地球大气,落在南极大陆阿兰山,成为1.9千克的陨石。

科学小组借助先进的检测设备,先在陨星裂缝深处发现多环式芳香族碳氢化合物的有机物,在行星生成过程中或微生物生命活动中才有可能产生该有机物。继而又在该处检测出类似于地球上细菌产生的晶体物质那样的细小的铁化合物,从而认为它们很像细菌滴。

以如此清晰的具体痕迹显示地球以外可能存在的生命体,在人类发展史上尚属首次。消息一经发出,又引发了一场围绕“火星生命之说”的争论。

不少科学家更是深受鼓舞,还有人一向认为,既然地球上那些生态条件极为严酷、以前认为不可能有生命老处(如火山口滚烫的热泉、深海海床、永久冻土深层等),近年来都陆续发现了一些原始微生物,而火星的不少地方的条件与那些地区极为相似,何况说不定过去火星上的生态条件比此好得多,所以他们认为火星上曾经滋生过生命的可能性极大。英国一些科学家由于在另一块火星陨石“η-79001”中也发现了有机化合物之类的“生命的遗迹”,更认为,火星上的原始生命或许至今还蛰伏在其地表深层或极冠周围的含水冻土层内。

但是对此持有异议的也大有人在,除了有人怀疑这些陨石的“身份”是否来自火星外,那些让人兴奋不已的“生命化石”也让人疑窦丛生,这些蚯蚓状的结构实在太小了,长只有20—200纳米(1纳米=1019米),要1千多条接起来才相当于头发的直径,根本无法对其进行解剖分析和研究。加利福尼亚一位天文学家认为,这种“生命化石”同样可以用非生命活动来解释,事实上,以往也曾多次在陨石内发现过芳香烃分子,可从未有人认为是生物性的——1998年更有人认为这些证据可能是人为污染造成的。

美国麻省理工学院的科研小组,用计算机根据普通物理化学规律模拟这种多环芳香烃结构的形成过程,结果表明这种结构并不仅是由生命现象形成的,即它并不是生命形成过程的“专利”。多环芳香烃这类有机物,在已有的陨星标本中早有发现,不能就此视之为早期生命。将细小的铁化物晶体认为包裹着微生物的证据,也不能不引起质疑。

况且,这真是来自火星的陨石吗?也并不一定。一个可能是,来自太阳系某个小天体的残块,如小行星的碎块。还有可能是,早期地球受撞后飞出的岩石体,绕日在行星际空间飞行,并于1.3万年前与地球相遇重回地球怀抱,成为今日南极大陆的“陨石”。

一时众说纷纭,仅就一块出处尚待最终确认的陨星,以及观察到的有机物的定性还有争议的铁化合物,就宣布已取得火星上早期有生命的证据,确实为时尚早。

无独有偶。美国宇航局天体物理学家理查德·胡弗说,他在1969年落在澳大利亚的陨石中发现了生物化石微粒,而这些生物并不是地球上原有的,又使外星生命之说得到一个证据,他们有充分证据证实微生物不是来自月球或火星,它们可能来自彗星、小行星。

这场争论也许旷日持久,公认的见解依然是:火星上现在没有生命,过去可能有,但需要充足的证据来证明。人们期待有朝一日,能找到满意的答案。有生命的行星在何方

自古以来,许多人就好奇地问:大千世界中,我们人类是孤独的和惟一的吗?要回答这个问题,首先得回答:“太阳系中别的行星上有生命或智慧生物吗?”“在太阳以外也有类似我们这样的行星或行星系吗?”

今日天文学的研究表明,在太阳系内至少在现阶段,除了地球以外,还没有适合于我们这样的人类生存和繁衍的天地,我们人类在太阳系中是惟一的。

但在太阳系以外呢?现代天文学告诉我们,在恒星周围拥有由气体和尘埃组成的星周盘,乃是天体演化过程中的普遍规律。我们太阳系就是从这类围绕着原始太阳的气体和尘埃物质盘演化而来的。星周物质盘的存在已为天文观测,特别是红外波段的天文资料所证实,我们银河系内约有1000~2000亿(1011(11右上标)个恒星。据统计,拥有行星或行星系的单一恒星达10亿(109(9右上标))个,其中具有可存在科技文明条件的行星1000万(107(右7上标))个。在银河系之外还有千千万万个与其类似的星系,也应该有为数众多的行星和行星系。从这个意义上讲,我们人类绝不是孤独的,而该是朋友遍宇宙。因此,多年来科学家苦苦探索着地球外的智慧生命。

智慧生物与生命是两个不等同的概念。尽管我们现在已能十分有把握地断定,在太阳系诸大体中,除地球外没有任何一个天体拥有智慧生物,但仍不能肯定在其他天体中也不存在任何生命活动,特别是那些低等的微生物。

经探测发现,地球外可能存在有生命的行星。

火星

20世纪70年代中,“水手号”和“海盗号”宇宙飞船对火星的探测,终于否定了“火星人”的神话。然而,从“海盗号”所做的三项实验来看,却不能绝对地肯定,那里也不存在任何生命形态。

其中,第一项实验是检查有无光合作用为基础的物质交换,结果是否定的。第二项是仿效地球上的物质交换,以澄清土壤样品中有无微生物。实验时在土壤样品中加入含碳-14的培养液,若土壤中有生物,会吸收与消化养分,会排出有放射性的碳-14,这可在计数中进行检测,结果果然记录到了;而预先经过消毒处理的土壤则没有。第三项实验是测量生物与周围环境所发生的气体交换。在加入培养液的土壤样品中,质谱仪记录到有氧的发生,但两小时后却突然停止,不过微量二氧化碳的析出却持续了11天之久。有人指出,如果土壤中存在过氧化物,那么氧的析出就可能不是生物造成的。因此,根据这三项实验的结果,我们既不敢肯定火星上有生命存在,也不能否定火星上有生命存在的可能。

即使退一步说,这三项实验证明了火星没有生命,但它毕竟只能反映实验地点的情况,而不能以点代面地说明整个火星的情况。要知道,40多年前我们对地球南极环境极为恶劣的地区进行考察时,也曾认为那里是不适宜生命存在的,在早期的考察活动中也确实没有发现“定居型”的生物。然而,1977年人们却在那里的石缝中找到了地衣和水藻。此外,一些火星研究者还指出,在火星赤道附近有两个地方,土壤中水的含量要比别处丰富得多。每天每平方厘米的地面至少能释放出100毫克的水。一到夜晚,水汽则凝结为霜,因此这两个地方从地球上看去要比火星其他地方明亮得多。他们认为,这两个地方的环境比地球上一些已发现有微生物的极端恶劣环境,更适宜于生命的存在。

总之,对火星是否拥有低等的生命形态这一问题,目前还无法作出肯定与否的回答。

土卫6

“土卫6”是土星的第六颗卫星。它的直径约5800千米,是太阳系中最大的一颗卫星。它也是太阳系里已知的惟一具有真正大气层的卫星。

根据著名科学家米勒等人对生命起源的实验研究,用紫外线照射甲烷和氢,就能形成许多有机化合物,如乙烷、乙烯、乙炔等。事实上,1979年9月,“先驱者十一号”宇宙探测器在距离“土卫6”35.6万千米处拍摄到的照片显示,这颗卫星呈现桃红色。这表明它的大气中确实含有甲烷、乙烷、乙炔等,还可能有氮的一些成分。乙烷、乙炔的存在使人相信,“土卫6”表面有可能找到更复杂的有机物。因此我们认为,在“土卫6”表面可能存在一层由较复杂的有机物构成的海洋和湖泊。其情形也许十分酷似地球生命发生前夕的所谓“有机汤海”。如果这一推测是可能的,那么“土卫6”上就很可能有一些原始的生命形态。

1980年底,“旅行者号”飞船飞临土星上空时,我们曾期望它能给我们带来更多的有关“上卫6”的信息。遗憾的是只发现“上卫6”的大气并不像早先所认为的以甲烷为主,而是以氮为主,约占98%,甲烷仅占不到1%。此外,还有乙烷。乙烯、乙炔和氢。值得高兴的是,在红外探测资料中发现其云层顶端含有与生命有关的分子,可能是属于生命前的氢氰酸分子。但是,由于它的大气几乎完全呈雾状,妨碍了飞船对“土卫6”表面的观测。1986年美国宇宙探测器“旅行者二号”飞临“土卫6”时,发现它的大气里出现了有机分子的“踪影”。因此,“土卫·6”上是否真有生命,也还有待进一步证实。

木卫2

第三颗引起我们注意的可能拥有生命的天体是“木卫2”。

“休卫2”是木星的第二颗卫星,直径是3000千米左右,在木星的卫星中属第四大卫星。依据近红外波长的光谱分析,这个卫星的表面存在大量由水构成的冰。而根据其平均密度为3.03克/厘米3(3右上标)来估算,它可能有一个厚约100千米的冰和液态水组成的壳层。