近日，美国宇航局宣布，从火星样本中发现了潜在远古生物特征。其实，相关发现与确认火星曾存在生命之间还有相当遥远的距离。想要非常严谨地确认火星乃至外星球存在生命或遗留生命痕迹，无论是将先进设备送往外星球，还是将样本送回地球，全面进行分析鉴定，均需攻克一系列技术难关。
2024年7月，美国毅力号火星车在杰泽罗撞击坑边缘的内雷特瓦河谷考察时，发现了不同寻常的岩石，其表面分布着大量毫米级灰白色斑点。高分辨率成像设备观察发现，这些灰白色斑点涉及两种富铁矿物特征，分别是磷铁矿和硫铁矿。
杰泽罗撞击坑岩层上的“豹斑”
磷铁矿在地球上常见于沉积物、沼泽和腐烂有机物等环境中。硫铁矿有可能产生于某些微生物活动过程中。如果微生物使用岩石中的有机碳、硫和磷作为能量来源，可能会在岩石上留下类似的灰白色醒目特征。
当然，这些矿物也可能是在非生物过程中产生，比如持续的高温、酸性环境等。问题在于，美国宇航局研究认为，没证据表明内雷特瓦河谷出现过高温或酸性环境，所以科学家推测，这些灰白色斑点有可能是数十亿年前火星微生物活动遗迹。
展开剩余74%根据美国宇航局制定的地外生命鉴定标准，本次发现成果对应的等级是最初级，即检测到潜在地外生命信号。因此，想要利用毅力号火星车发现的成果证实存在“火星生命”，仍会有漫长的距离，外界不宜“高兴太早”。
首先，人类探测火星远远不够深入全面，内雷特瓦河谷是否真的没形成过高温或酸性环境，其他非生物演化过程会不会形成那些矿物，还需要通过大量研究确认。
其次，尽管毅力号火星车搭载了众多先进仪器，号称“移动生化实验室”，但工作环境、技术条件远远比不上地球专业实验室，因此本次毅力号火星车发现的岩石样本乃至其收集的数十管火成岩、沉积岩、碳酸盐、大气和风化层样本均有必要被航天器送回地球，接受进一步检验分析。然而，美国火星取样返回任务已陷入困境，外界难以预料这些火星样本何时能与人类“亲密接触”。
毅力号火星车采样示意图
再者，科学家需要排除生物污染的可能性，比如确认样本是否在毅力号火星车采集或未来航天器转运的过程中被地球微生物污染。这一点是至关重要的，在昔日深空探测任务中，即使执行了最严格的灭菌消毒，某些耐辐射、耐极端温度、耐干燥的微生物仍有一定的概率存活，进而干扰检测。
接下来，科学家会通过大量基础研究和分析，排除任何一种可能的非生物学成因，同时寻找到某种“独立信号”，进一步证明灰白色斑点是生物过程遗迹，也就是形成双因素证明，确保研究结论的可靠性。
最后，科学家会进行全面的理论复盘，排除任何一种其他假设后，才能确认发现“火星生命”。
上述过程想要走到最后一步，周密规划、严谨论证、精细管理、持续投入和长期科研工作耐心都是必不可少的条件，某些技术难关也是无法绕开的“拦路虎”。
以火星采样为例，第一道难关其实是航天技术“基本功”。
比如，火星着陆器、火星车的设计、选材、加工、系统集成能力必须满足要求。再比如，将一定重量和体积的载荷投送到火星表面，大推力火箭、深空测控与通信、航天器姿轨控技术、火星大气层防热减速技术等均是必需的。
至于将火星样本送回地球，更是涉及火星表面发射、航天器深空自主交会对接、超高速返回地球安全再入等难题，足以树立航天史上新的技术高峰。
第二道难关则是选择合适的作业地点，前提是尽量对火星表面进行全方位、高精度的地形地貌分析，权衡地质、日照、空气流动等因素，涉及多学科交叉内容。美国宇航局作为先行者，同样经历了长期抉择与波折。
美国宇航局火星采样返回任务示意图
2011年，美国好奇号火星车出发，目标降落点是盖尔撞击坑。科学家推测，盖尔撞击坑可能是干涸的火星湖泊或浅海，附近不排除遗留微生物痕迹。然而，好奇号火星车调查数年后，没发现实质性成果。
于是，美国宇航局改变方向，2020年发射毅力号火星车，瞄准杰泽罗撞击坑。根据分析火星轨道器观测成果，这个撞击坑存在明显的三角洲冲刷特征，很可能是远古河流注入湖泊、海洋时形成的，大量湿润泥沙有利于微生物繁衍。毅力号火星车发现了特殊岩石样本，有望证明这些准备工作的成效。
第三道难关是为航天器配备足够先进可靠的分析仪器。从好奇号火星车搭载的激光诱导击穿光谱仪、阿尔法粒子X射线光谱仪、化学与矿物学光谱仪，到毅力号火星车搭载的X射线岩石化学行星仪、多种成像设备、火星大气制氧装置等，再到未来火星飞行器观测设备，均是探寻潜在生命条件和遗迹的硬件基础。
其中，精密的化学分析设备比较娇贵，却必须在火星表面恶劣环境中正常工作，相当于将便携式快检仪器提升到接近专业实验室设备的水平，背后强大的技术支持是不言而喻的。
来源：中国航天报
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