火星上的不死鳥 -- 鳳凰號

2007年的鳳凰號任務源自一艘起死回生的太空船,後來它在火星上找到水冰,以及其他解答生命是否存在的線索,重新燃起火星或許適於生物居住的希望,更促成了最近發射升空的新探測任務——火星科學實驗室。

撰文/史密斯(Peter H. Smith)
翻譯/甘錫安

重點提要
■2008年的鳳凰號任務,推翻了1976年維京人號任務時產生的結論,認為火星土壤未必完全不適合生物生存。
■鳳凰號不僅發現了火星科學家一直懷疑但從未親眼見到的物質,例如地表之下的水冰和碳酸鈣等,還發現了過氯酸鹽和雪花等預料之外的東西。
■延遲兩年之後,火星科學實驗室於11月升空,攜帶目前為止最精密的表面分析儀器前往火星,處理鳳凰號任務所留下來的問題。

美國航太總署(NASA)正在執行有史以來最先進、最新的一項任務:火星科學實驗室。這輛核子動力探測車將利用「空中起重機」系統進行最後的降落,在蓋爾隕石坑完成戲劇性的著陸之後,將巡行火星上黏土及硫酸鹽沉積物最豐富的地區,過去火星擁有大量液態水時,河流曾在此刻畫出縱橫交錯的河谷。

大小和小汽車相仿的「好奇號」(Curiosity)探測車將花費一火星年的時間,探索這個隕石坑(一般認為是火星上年代最古老的區域)中央山峰的底部。如果NASA批准執行進一步任務,接下來好奇號將開始攀登隕石坑中央高達五公里的碎屑堆,沿著地質年代線由遠而近,朝近代形成的沉積物移動,一層層仔細尋找含水礦物。機器手臂將蒐集樣本,並透過探測車頂的窗口送入車內的化學實驗室,由分析儀確認礦物結構及組成元素。這些儀器也能檢測有機物質,並試著判定火星是否曾經適合生物居住。

從這15年來的任務進展,以及旅居者號、精神號、機會號,到最近的登陸船鳳凰號的發現來看,火星科學實驗室是相當合理的一步。這幾項任務和一系列軌道衛星,都發現火星擁有值得研究的複雜性和混亂糾結的過往,包括曾經擁有湖泊和降雨(請參見2007年1月號〈火星曾是水世界〉)。即使目前處於乾燥冰凍的狀態下,火星仍有一些活動跡象。其中最令人振奮與難解的部份,是在尼利低谷地區上空有甲烷存在的跡象。行星科學家正在爭論,如果甲烷確實存在,它究竟是來自地質活動或生物?(請參見2007年6月號〈甲烷謎霧:火星和泰坦上有生命嗎?〉)2011年,火星勘查軌道號發現火星表面有條紋,而這種現象最簡單的解釋,就是有鹹水隨季節釋出。

但1976年登陸的兩艘維京人號,提出的卻是完全相反的結論。它們發現火星非常不適合生物生存,火星土壤中缺乏水份和有機分子,當然更沒有休眠的微生物。過氧化氫等強力氧化劑和強烈紫外線,使生物無法在火星表面生存。對大多數科學家而言,在火星上尋找生命的過程開始於維京人號,也終結於此。

雖然有這樣悲觀的評估結果,火星上那些顯而易見的特異現象又該怎麼說呢?鳳凰號或許能告訴我們答案。它是我們在維京人號之後,首次對火星土壤進行化學實驗,最後對維京人號的評估結果提出另一種解釋:維京人號沒偵測到有機分子,可能是因為分析技術不慎破壞了這類分子。另外,鳳凰號還在火星地表發現了水冰。行星科學家以往曾經假設火星上有水冰,但從來沒有真正看過。鄰近地球的火星非但不乾旱貧瘠,而且可能適合生物居住。

我們逐漸理解這些探測結果,又有一艘太空船即將出發,現在似乎是個不錯的時機,可以回顧一下當初我們執行鳳凰號任務時,所遭遇的技術波折和心情上的起伏,以及鳳凰號當初為何差一點無法成行...

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2011年第118期12月號】


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