本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
今天早上，全世界见证了奋进号航天飞机在前往国际空间站执行为期16天的任务后安全着陆。对于我们这些居住在地球西部时区的人来说，我们昨晚观看了着陆，除了不得不从《科尔伯特报告》中转移注意力之外，没有任何不便。虽然我没有去肯尼迪航天中心观看行星学会的名为“航天飞机生命”的实验的着陆和回收，但我的经历比上次我在航天飞机上进行实验时要好得多，那时我确实去了卡纳维拉尔角参加着陆。
这是因为上次对我来说是2003年2月1日。我和朋友及同事埃兰·申克尔和雅艾尔·巴尔一起，在奋进号今天早上滑行着陆的同一条跑道旁等待哥伦比亚号的返回。在开发了行星学会的“GOBBSS”实验（后来被称为“和平实验”，因为我们招募了两名学生，一名以色列学生和一名巴勒斯坦学生，共同担任研究员）后，我期待着对 GOBBSS 的生物培养物以及埃兰开发的另外两个关于益生菌微生物的实验进行飞行后分析。但是没有音爆，也没有哥伦比亚号的迹象。着陆时间时钟进入正时间，我们被指示返回将我们带回早些时候聚集的建筑物的巴士。然后我们得知了哥伦比亚号机组七人的悲惨命运，我们不再关心实验。
像哥伦比亚号任务 STS-107 一样，这次奋进号飞行 STS-134 被构想为一项科学任务。“航天飞机生命”只是奋进号科学有效载荷的一小部分；与听起来很酷的设备（如旨在探测整个宇宙中反物质的阿尔法磁谱仪）相比，几个装有微生物的 10 微升试管肯定显得非常普通。那么，为什么我们要在美国宇航局的 STS 计划的倒数第二次飞行中为我们的小虫子预定航程呢？
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来出现关于当今世界中塑造我们的发现和想法的有影响力的故事。
首先，行星学会和所有为 STS-107 飞行打包由仪器技术协会 (ITA) 进行的实验的研究小组都获得了在 STS-134 上进行新实验的机会。“航天飞机生命”生物在名为 CREST-1 的实验模块内飞行。LIFE 代表“行星际飞行生物实验”。这听起来可能很奇怪，因为奋进号和所有航天飞机一样，不执行行星际任务。但“航天飞机生命”是另一项实验“火卫一生命”的先驱。“火卫一生命”更早地构思和开发，等待今年年底发射到火星的两颗小卫星之一火卫一。另一颗是火卫二，火卫一在希腊神话中的孪生兄弟；两者都是爱神阿佛洛狄忒与战神阿瑞斯的子女，但火星是他的罗马名字。在命名行星时，我们喜欢使用希腊诸神以他们的罗马名字命名，即使在科幻小说中也是如此。这就是为什么斯波克的家被叫做瓦肯，而不是赫菲斯托斯。
计划由俄罗斯联邦航天局 (Roscosmos) 发射的名为“格朗特”的探测器将在下一个发射窗口于今年 12 月开启后出发。这将是一次前所未有的、为期 34 个月的往返火卫一的航行。探测器内部是一个 83 克重的圆盘形罐子，即 LIFE 生物模块。像三个作为实验对照加载的相同生物模块一样，“格朗特”探测器中的一个包含 30 个样品管，其中装有十个生物物种，其中大多数是三份的，代表地球生命的所有三个领域：古菌、细菌和真核生物。此外，还有一个来自以色列内盖夫沙漠的土壤样本，其微生物的混合种群将由俄罗斯微生物学家研究。
“火卫一生命”的目的是检查太空环境，特别是辐射，对在行星际空间中旅行近三年的生物的影响。虽然许多此类实验已在近地轨道上进行，但很少有在行星际空间中进行的。那些在行星际空间中飞行的飞行时间相对较短。
大多数由彗星撞击火星地壳形成的陨石，作为“火星陨石”到达地球需要数千年或数百万年的时间才能完成旅程。一个著名的例子是 ALH84001，一块火星陨石，其中包含一些科学家认为是 35 亿多年前被困在岩石中的古代火星微生物化石的特征。一块大约在 1600 万年前因撞击事件而被抛入太空的火星地壳小碎片，ALH84001 大约在 13,000 年前到达地球，在南极洲。在从火星被抛射到南极洲着陆之间，这块岩石只是作为陨石漂浮在太空中。这对于大约四十块已发现并被确认为来自火星的陨石来说是相当典型的，但这些仅代表已到达地球的岩石和其他火星物质的一小部分。每年，大约有一吨从火星抛射出来的物质到达我们的星球。其中大部分需要很长时间才能到达这里，但其中一小部分，大约每千万块火星岩石中就有一块只用一年左右的时间就完成了旅行。
如果任何此类快速过渡的岩石在太阳系的早期携带来自火星的微生物，那么它们很可能在地球有机会发展自己的生命之前就到达了地球。由于已知火星比地球冷却得更早，因此认为生命起源于非生物物质的生命起源可能首先发生在火星上，从而使火星微生物在地球有机会发展自己的生命之前播种地球，这并非不合理。从某种意义上说，我们可能是火星人，或者至少是火星移民的后裔。
“格朗特”探测器的大小与篮球差不多，将充当一种人造陨石，尽可能地模拟微生物在行星际空间中进行的 34 个月的旅程。它是被抛射的火星物质中很小一部分发生的快速旅程场景的模型，但如果来自火星的播种发生，那么这一小部分是关键。
重要的是环境是行星际空间，因为大部分高能空间辐射被地磁层阻挡，从而保护了在低轨道航天器（如航天飞机和国际空间站）中携带的样品。如果来自地球的生物能够在人造陨石内部存活 34 个月，那么其他生物（包括可能在 40 亿年前生活在火星上的生物）也可能存活下来。我们知道，各种微生物可以在彗星、小行星或大型陨石撞击火星地壳并将岩石抛入太空的撞击效应中存活下来。我们还知道，陨石内部几厘米处的生物可以在穿过地球大气层时存活下来。因此，我们的生物在人造陨石中存活的可能性，将使地球生物圈可能从播种事件中发展起来的可能性更加可信。
随着一年的过去，您将听到更多关于“火卫一生命”的信息，它带有来自地球生物圈的十个物种的使者。主要是为了给“火卫一生命”做准备，我们在“航天飞机生命”中包含了五种物种。因此，让我们来谈谈为什么他们首先会出现在“火卫一生命”的乘客名单上。
即使在我们已在奋进号飞行中发送的实验的缩小版中，也代表了地球生命的所有三个领域。在细菌领域，有两种物种。一种叫做枯草芽孢杆菌。它是太空飞行研究和地球上许多研究的黄金标准生物。像许多类型的细菌一样，枯草芽孢杆菌在被放置在细胞干燥且缺乏营养的不利环境中时会形成孢子。这种能力有助于细菌长期存活，也使它们对辐射具有相当的抵抗力。枯草芽孢杆菌在太空生物学任务中有着悠久的历史，从阿波罗时代开始，即太空计划，而不是音乐和光明之神。作为早期名为 Biostack 1 和 Biostack 2 的实验中飞行的生物之一，枯草芽孢杆菌甚至在阿波罗 16 号和阿波罗 17 号的指令舱中飞到了地磁层之外。它还直接暴露在太空环境中六年，尽管是在近地轨道上。
在“航天飞机生命”中飞行的另一种细菌是耐辐射奇异球菌。与枯草芽孢杆菌不同，耐辐射奇异球菌不形成孢子，但它对辐射的抵抗力更强。它能够承受 5,000 戈瑞 (Gy) 的急性辐射剂量。这真是令人惊叹，因为暴露于 10 Gy 的辐射会杀死普通人。这种对辐射的抵抗力以及对干燥和饥饿的不寻常抵抗力，是由于各种遗传冗余造成的。基本上，你可以用辐射爆发切碎这种生物的 DNA，它仍然可以正常工作，导致一些人给耐辐射奇异球菌起了一个昵称，即“细菌柯南”。
如果枯草芽孢杆菌和奇异球菌能够耐受远高于火星到地球陨石航行期间所遭遇的辐射暴露，那么认为火星本土生物在过去很久的时间里也可能进化出这种能力是合理的。火星没有像地球一样的全球磁场来减少宇宙辐射暴露。它似乎过去曾有过磁场，但地球的大气层提供了另一种辐射屏蔽。火星大气层稀薄得多，因此有更多的宇宙辐射进入，而且辐射也来自两颗行星地壳中的放射性物质。因此，火星会选择具有良好辐射生存能力的生物，而这些生物将成为搭乘陨石前往地球的理想候选者。作为这些理论上的火星生物的模型，枯草芽孢杆菌和奇异球菌也被列入了福波斯-生命（Phobos-LIFE）和航天飞机-生命（Shuttle-LIFE）的乘客名单。
古菌域的成员往往是极端微生物，它们不仅能在我们人类认为的极端条件下生存，而且还能茁壮成长。与细菌一样，古菌是缺乏膜结合细胞器的单细胞生物，但相似之处仅止于此。一个例子是盐生盐杆菌，它被同时包含在福波斯-生命和航天飞机-生命中。它是一种嗜盐生物，在高盐环境中茁壮成长。事实上，正如其拉丁名称所示，它原产于死海。对某些火星陨石的研究表明，其盐含量很高，而对火星本身的研究表明，有大量的水在表面流动过。由于大气压力只有7毫巴，为了保持液态而不蒸发，这些火星水体必须是咸的，就像整个星球上都有死海和咸水河一样。因此，如果那里存在生命，那么认为它可能与嗜盐微生物（如盐生盐杆菌）具有某些共同特征是合理的。这就是我们让这种生物进行漫长的太空旅行的原因，也是我们将其纳入实验的前期项目航天飞机-生命的原因。
狂热嗜热菌于1986年在意大利海岸附近火山加热的海洋沉积物中被发现，它是一种嗜热生物，在70摄氏度到100摄氏度以上的温度下茁壮成长。我们认为它与火星上的任何生物都不相似，火星是一个寒冷的星球，但存在一种微小的风险，即在处理有效载荷的过程中，可能会因错误导致有效载荷过热。虽然认为“格朗特”（Grunt）探测器重返地球大气层不会使有效载荷暴露在极高的温度下，但如果太空舱在大气层中的路线发生改变，并且内部温度高于预期，那么狂热嗜热菌将作为温度控制。如果它是唯一存活下来的生命体，我们将知道生物模块中其他物种的死亡不能归因于太空环境。它也被纳入了航天飞机-生命。
最后，在航天飞机和福波斯实验版本中，我们都纳入了动物界的成员，这是真核生物域的一部分。缓步动物，也称为水熊，与生命的其他乘客相比，体型较大。样本是三种缓步动物的混合物。每个生物的身体由四个部分组成，每个部分有两条末端带有爪子的腿。与古菌一样，它们是极端微生物。水熊可以适应从150摄氏度到零上几度绝对零度的各种温度。它们对辐射也具有极高的耐受性。谁说只有蟑螂才能在核战争中幸存下来？缓步动物也能幸存下来，而且它们肯定更可爱。
图片： 1）带有标签的生物模块图来自行星协会，2）David Warmflash的图片混合，3）图片来自David Warmflash和Benjamin Weiss发表在《大众科学》上的《生命来自另一个世界吗？》，大众科学，2005年。
关于作者：David Warmflash，医学博士，担任福波斯行星际生命飞行实验（Phobos-LIFE）的科学主管。该项目由行星协会赞助和管理，生命项目将在今年年底发射的俄罗斯“格朗特”探测器中在太空停留34个月。请在博客天体生物学和科学与健康上关注David，特别是在Twitter上关注他。
所表达的观点是作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。