NASA科学家今天宣布了迄今为止最好的证据,证明曾经被认为干燥、贫瘠和死寂的火星可能仍然存在生命:液态水仍在红色星球的至少某些部分流动,从斜坡渗出,积聚在可能滋养生命的池塘中,这些池塘位于赤道山丘和陨石坑的底部。火星上这些非凡的地点可能是太阳系中寻找现存地外生命的最佳地点——但这绝非易事。
考察火星上潜在的可居住区域以寻找生命迹象,可以说是人类登陆火星的主要科学理由——但根据美国国家科学院和欧洲科学基金会的一项新的联合审查报告,我们目前尚未为此做好准备。
问题不是火箭爆炸、预算缩减、政治博弈或反复无常的公众支持——所有这些都是航天倡导者为人类在低地球轨道以外的任何地方进行航行所跨越的世代间隔提供的常见解释。相反,问题在于生命本身——具体而言,是地球微生物的顽强生命力,以及火星微生物的潜在脆弱性。事实证明,在火星上寻找生命的最简单方法可能是从卡纳维拉尔角输入细菌——这种污染可能会破坏寻找火星本土生命的工作。审查报告的作者写道,为了保护任何可能的火星生物圈免受地球污染的需要,可能会“阻止人类登陆或进入”火星生命可能繁荣的区域。虽然这种观点并不新鲜,但在如此权威的研究中对其进行坦率、正式的承认确实很少见。NASA计划最早在2030年代将人类送往火星;即使该机构正在积极研究解决该问题的可能方案,但此类任务可能不可避免地带来极端的污染风险,这在情理之中,该机构并不急于强调这一点。
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从历史上看,在火星背景下,这种“行星保护”主要涉及机器人探测。即使对于机器而言,污染风险也是一个问题,因为机器与人类不同,可以忍受发射前被辐射照射和浸泡在刺激性化学物质中,以清除细菌偷渡者。然而,顽固地拒绝死亡的微生物仍然经常出现在NASA用于准备星际飞船的所谓无菌洁净室中。阿波罗号宇航员甚至在月球上发现了细菌,这些细菌在机器人勘测者3号着陆器内部的几乎完全真空的环境中存活了两年半以上。如果地球微生物可以在这样的地方生存,为什么不能在火星上一些更宜居的地方生存呢?
1967年的《联合国外层空间条约》禁止用地球生物“有害地污染”其他世界,一个名为COSPAR(空间研究委员会)的国际组织为美国、欧洲、俄罗斯和其他签约的航天国家制定了行星保护协议。为了保护火星,自2002年以来,COSPAR在火星上划定了受限的“特殊区域”,这些区域的条件足够温暖和潮湿,可能支持现存的火星生命——或允许地球入侵者获得立足点。由于我们在火星环境和地球生物学基本极限方面的知识不断快速进步,“特殊区域”的精确定义仍然是正在进行的工作,并且官方每两年重新审视一次。上周发布的新联合审查报告建议修订NASA火星探测计划分析组2014年关于COSPAR特殊区域的报告的结论。
行星科学家越仔细地观察火星,他们认为看到的特殊区域就越多。特殊区域遍布火星的赤道和中纬度地区,位于侵蚀的沟壑以及山丘和陨石坑的陡峭岩石斜坡中,9月28日发表在自然·地球科学上的新证据表明,在火星夏季,含盐水从蓄水层中流出并汇集。在洞穴、极地冰盖之下以及地震或火山活动的地热热点中也可以发现特殊区域。在地表以下仅五米处,地下水可能以冰的形式存在,地球上广阔的区域可能被认为是特殊区域,只需等待新形成的撞击坑的热量或最近抵达的宇宙飞船的活动将其转变为宜人的、充满水的微生物伊甸园。新的审查报告还指出,特殊区域也应该存在于最近在火星上探测到的神秘甲烷排放的未知来源。在地球上,甲烷主要由微生物产生,但火星上也可从非生物来源产生可探测量的气体,尽管这些无生命的生产途径也需要液态水。
但要确定这些地方是否真的特殊,可能需要访问它们——但在目前的协议下,这非常困难。在宇宙飞船访问特殊区域之前,必须根据严格的规则对其部分或全部进行严格的消毒,这可能会使任务的开发时间延长数年,并增加数百万美元的预算。即便如此,这些协议可能还不够严格——目前的技术无法完全清除宇宙飞船上的微生物,而且没有人真正知道细菌在火星上——或地球上,在这一点上也是如此——建立可存活、自我维持的菌落的阈值条件。
该机构首次——也是迄今为止唯一一次——明确寻找火星生命的探测任务是孪生海盗号着陆器,它们于1976年降落在红色星球上。此后所有其他任务都侧重于从火星的远古过去而不是现在寻找生命迹象。如果即使是经过消毒的机器人也不能被信任进入特殊区域,那么携带微生物的人类又该怎么办呢?如果只允许宇航员访问不理想的地点以寻找火星生命,那么NASA或任何其他实体能否证明将他们送往火星所需的数百亿至数千亿美元是合理的?如果一个人类宇航员小组降落在一个被认为对生物学没有希望的区域,但发现了可居住的条件或在那里发现了生命,他们是否必须立即搬迁,甚至收拾火箭并返回轨道?这些以及其他尚未解答的问题表明,在许多方面,发现当今的火星生物圈可能既是NASA最狂野梦想的实现,也是其最可怕的噩梦。它们解释了,在寻找火星现存生命的过程中,NASA一直谨慎地避开最有可能找到生命的地方,这一原本令人费解的事实。
卡尔·萨根曾有一句著名的沉思,如果有一天在离太阳第四近的岩石行星上发现了生命,“那么火星就属于火星人,即使火星人只是微生物。”在这种观点看来,这颗行星将成为神圣不可侵犯的圣地,永远禁止人类入侵。另一种观点认为,行星保护工作是徒劳的,甚至可能是幼稚的:由于早期宇宙飞船可能造成的污染,以及巨大小行星撞击在行星之间炸开的物质的古代交换,火星可能已经经历了多波地球入侵者——其中每一波都可能被任何本土的、更具适应性的生物圈轻易击退。
在所有不确定性中,新的审查报告指出,有一点非常清楚:“将宇航员送往火星的行星保护影响在科学、工程、技术、项目管理和公共政策的交叉领域提出了深刻的问题。” 对于NASA和其他航天机构而言,该声明的真正含义应该同样清楚:尽管不方便,但与载人火星任务相关的行星保护问题过于严重,不容忽视、回避或淡化。现在是开始解决这些问题的时候了。否则,人类在那里的航行充其量可能被证明是行不通的,最坏的情况是变成彻底的失败,永远扼杀研究原始火星生命的希望。