人类对火星时断时续的探索经历了最新的成败时刻，世界各地的科学家都松了一口气。
今天美国东部时间下午 3:44 刚过，一位来自地球的访客从晴朗寒冷的火星天空坠落到一个 35 亿年前形成的、直径 50 公里的岩石、尘土和火山灰盆地，名为耶泽罗陨石坑，这里曾经是一个巨大的湖泊。七分钟前，它以接近每小时 20,000 公里的速度触及这颗行星大气层的顶端，通过摩擦消耗了大部分速度，并受到隔热罩的保护，免受由此产生的火球的侵害。一面小联盟棒球场大小的超音速降落伞展开以进一步减速，随后通过一个被称为“天空起重机”的机器人喷气背包进行最后的计算机控制下降，它使用可拆卸的系绳将访客轻轻地放到陨石坑底部。在遥远的上方，轨道航天器监测着它的进展，等待着确认其成功着陆的第一批信号，这些信号以光速向地球发射，将在大约 11 分钟后到达我们的星球。
经过漫长的等待，美国宇航局的“火星毅力号”探测器终于抵达。这款汽车大小的核动力探测器构思于十年前，并从几代科学家的梦想中提炼出来，于 2020 年 7 月发射，当时正值一场改变世界的疫情爆发数月后，它在七个月内行驶了近五亿公里，并经历了一次高度紧张的七分钟行星着陆，从太空到达耶泽罗陨石坑——它真正艰苦的工作现在将从这里开始。
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“毅力号”（或简称“珀西”）计划在火星表面行驶至少一个火星年（相当于地球两年），并执行一份雄心勃勃的待办事项清单。使用岩石汽化激光器和探地雷达探索环境，并使用一套精密的相机拍摄高分辨率全景照片、3D 立体图和微观特写？完成。收听火星的声音景观，并使用车载传感器创建天气报告？完成。测试一种从稀薄到令人窒息的空气中制造氧气的装置，并发射“独创号”，这是一款史无前例的四叶火星直升机，在那些异星天空执行飞行任务？完成。
美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的项目副经理 Matt Wallace 是所有先前火星探测器任务的资深人士，他表示，后两项任务以及“毅力号”的总体复杂性使其成为“我认为的首个类人先驱任务”。扩大规模后，其制氧实验 MOXIE 可以为未来的宇航员提供可呼吸的空气和火箭燃料，他们还可以使用更先进的火星直升机来勘察周围环境。
但说实话，所有这些都是次要的或补充性的，“毅力号”存在的真正原因是确定火星上是否曾经存在生命——以及是否未来会存在生命。
“毅力号”的探索任务
美国宇航局行星科学部门负责人 Lori Glaze 在周三的公开演讲中表示：“这款探测器的核心是一个机器人地质学家和一个移动天体生物学家。我们真正追求的是识别哪些岩石最有可能保存过去生命的有机指纹的能力。”
自太空时代曙光以来，红色星球一直是天体生物学研究最珍贵的目标，它是太阳系中最接近地球的类地天体。尽管它目前是一个寒冷、恶劣的沙漠世界，但在数十亿年前，它曾温暖湿润——据推测，这是一个非常适合生物学基础知识产生的地方。但不知何故，很久以前，火星和地球的道路分道扬镳，只留下一个行星充满了生命。
如果在火星上看不到古代生命的迹象，将加强地球确实相当特殊的论点，表明尽管初始条件几乎相同，但在我们的姐妹世界中从未出现过小生物。相比之下，在火星上发现独立的生命起源将为宇宙在某种意义上是为生物学的蓬勃发展而构建的这一令人难以置信的观点提供有力的证据。虽然大多数科学家怀疑化石微生物是我们可能在红色星球上发现的最先进的生物，但那里任何现存的生命——即使是单细胞生物——也会促使一些人呼吁进行行星隔离，将火星留给火星人。从某些方面来看，一个看似贫瘠的星球将是最终人类探索甚至在那里定居的最有希望的情景。
“毅力号”有望比以往任何任务都更接近这些相互关联的谜团的答案。尤其是因为它的着陆点耶泽罗陨石坑，这里蕴藏着该星球上最大的古代湖泊和三角洲系统之一，并且充满了从周围流域冲刷下来的沉积物（以及，也许，微化石）。
此外，耶泽罗在空间和时间上都夹在火星历史上两个形成性事件之间。它位于 Syrtis Major 内，这是一个大约 38 亿年前形成的火山复合体，它本身毗邻 Isidis Planitia 盆地，这是一个巨大的撞击坑，形成于 Syrtis 首次喷发前约一亿年。“该地点被这些主要的行星事件所包围……我们在耶泽罗周围的岩石中看到了它们的影响，”毅力号探测器在 JPL 的副项目科学家 Katy Stack Morgan 说。她说，在耶泽罗，“我们有一个了解早期太阳系演化的窗口，以及地球上生命正在出现，火星上生命也可能正在出现的时期。”
站在巨人肩膀上取样
自 20 世纪 60 年代以来，已向火星发射了近 50 个航天器，但迄今为止，只有 5 个（全部来自美国宇航局，包括“毅力号”）成功地在火星表面行驶（中国的“天问一号”着陆器计划于今年 5 月着陆，并携带自己的探测器，力求成为第六个）。第一个是微小的探路者“索杰纳号”，它在 1997 年表明巡视是可能的。接下来是孪生火星探测漫游车“勇气号”和“机遇号”，它们于 2004 年抵达火星，目的是“追随水”并确定生命液态基石的局部丰度。紧随其后的是“毅力号”的近亲克隆和先驱“好奇号”，它于 2012 年抵达火星，对火星的宜居性进行仍在进行的调查。然而，没有一个探测器能够接近完成许多地球专家认为火星探测最关键的一步：将适量、原始的行星碎片带回地球，在那里研究人员可以使用任何可想象的探测器都无法容纳的实验室设备研究它们以寻找生物学迹象。
“在我看来，从火星取回样本是我们这一代人的行星科学事业，”JPL 行星科学主任 Bobby Braun 说。“这是一个雄心勃勃、具有挑战性、科学上引人注目的目标，如果我们共同努力数十年，就触手可及。”
与所有前辈不同，“毅力号”将成为这项大胆努力的开端，这是美国宇航局和欧洲航天局之间的一个合作项目，被称为“火星样本返回”（MSR）计划。
星际接力赛开始
“毅力号”MSR 工作的关键将通过位于其两米长机械臂末端的一个装有摄像头、光谱仪和钻探设备的炮塔进行。Wallace 和其他人将这个坚固的组件比作安装在手提钻上的微型化学实验室和洁净室，所有这些都在接近技术对火星表面环境中灰尘、辐射和剧烈温度波动的耐受极限下运行。任务科学家将使用炮塔识别和检索具有天体生物学意义的材料，最多可填充 43 个试管状容器，这些容器随后将被缓存，以便后续任务稍后拾取，这些后续任务目前正在开发中。
根据 Stack Morgan 的说法，她和她的同事们初步计划将耶泽罗陨石坑的坑底和边缘，以及该地点的巨大三角洲和古代海岸线的边缘等几个区域作为优先样本采集目标。
现在“毅力号”已安全着陆火星表面，时间正在流逝。“我们需要非常快速地收集大量这些样本，”Wallace 说，他引用在一个火星年内收集 20 个样本作为任务的基准目标。无论“毅力号”收集多少样本，它们都必须准备好最终被一个接力团队——一个样本取回着陆器和一个地球返回轨道器——拾取，这两个飞行器可能会在本十年末发射。他们像接力赛中的伙伴一样协同工作，最早可以在 2031 年将接力棒——也许是半公斤珍贵的样本——带过陆地终点线。
“‘毅力号’将要进行的科学研究将在未来几十年内为我们的世界提供信息，”Braun 说。“今天在学校里，甚至可能尚未出生的科学家将从即将发生的事情中受益……‘毅力号’是启动样本返回计划的第一步，但在美国和整个欧洲，我们已经在进行接下来的两个任务。”