今年八九月份火星大冲,是6万年来距离地球最近的一次。几乎每个对外开放的天文台门前都排起了要求观赏的长队,网上还建有专题网站。自1997年美国的火星探路者成功软着陆以来,火星再次成为人们关注的焦点。事实上这些年关于火星的消息一直不间断地见诸媒体,差不多撑起了天文报道领域的半边天。今年早些时候,已有欧洲空间局的火星快车、美国的勇气号和机遇号3架火星探测器陆续升空,预期年底前后将抵达这个红色行星。另外,1998年日本发射的希望号目前看来故障比较严重,但科学家们仍然期望它能够在同期抵达火星后发挥一点余热。
关于火星,目前讨论最热烈的有两个话题,一个是存在生命的可能性,一个是载人登陆火星时间表。后者,一般认为将由美国在2020年前后实施,据闻NASA等机构已经着手制定计划。目前看来技术上不存在太大困难,主要还是经费问题,估算需要4000亿美元,即使分年度逐次投入,仍然是沉重的负担。
火星在地球外侧,质量大致是地球的十分之一。望远镜发明后,火星一直是最热门的观测对象。1877年,意大利天文学家斯基帕雷里声称在火星上发现了“运河”,认为那是具有高度文明的火星人所建。很快美国有个富人叫洛威尔的,放下什么事情都不干了,专心致志地在自建天文台看了一辈子的火星,并且画出详细的火星运河图。当然洛威尔是弄错了,但他留下了美国最著名的天文台之一,1930年汤博在那里发现了冥王星。
上个世纪60年代初,前苏联、美国先后发射了几个火星探测器,试图打通火星之路,但都失败了。第一个中大奖的是美国的水手4号,该探测器于1965年7月14日从1万公里的高空掠过火星,向地球发回20多张照片。以当时的技术水准,这些照片很难提供更多的细节,但至少证明了一件事:斯基帕雷里和洛威尔都看花眼了,火星上根本不存在什么运河。
那么,总该有点别的什么还没进化到有能力开凿运河的生物吧?这正是1976年美国海盗1号和2号试图解决的核心问题。海盗号实现了在火星上的首次着陆,并伸出机械手抓取一点点火星土壤进行化学分析。很遗憾,分析结果表明,火星土壤是如此寒冷干燥,同时又被太阳紫外线如此彻底地消过毒,看上去没有任何生命存在的迹象。
人类发射的火星探测器一般都是成双成对。这是出于保险的考虑,如果其中一架出了问题,另一架还可以继续工作。探索火星的周期都比较长,采取单兵作战,万一失败,等待下一次合适的时机需要很长时间———在时间和成本的天平上,时间考虑占了上风。按照现在的价格,一次不载人的火星探测活动大致需要4亿美元,1999年美国的火星极地着陆者号失事损失的就是这个数目,那次它是单兵作战。2003年美国又恢复了双保险的做法,勇气号和机遇号总价值8亿美元。
到目前为止的火星探索活动,主要完成三个方面的任务。一是拍摄火星的全景照片,绘制火星地图。技术进步主要反映在照片分辨率上。例如早期“发现”的火星人脸状地貌,一度猜测为智慧生物的作品,随着后来照片分辨度的提高,被证明只是一种错觉。通过照片我们已经可以很好地观赏火星上最高的奥林匹斯山(足有珠穆朗玛峰两个半高,据认为是太阳系内的最高峰)、绵延几千公里的水手谷(平均深度差不多也可以装下珠峰了),还有火星上河道和水浸的遗迹(这些是科学家最感兴趣的东西),等等。
二是探测器在着陆过程中对火星大气的研究。现在我们知道,火星的大气密度只有地球的百分之一,而且96%为二氧化碳,无疑不适合生命存在。火星表面经常刮起地球上根本无法想象的全球性沙尘暴。如果站在火星地面,大致上你可以看见一个橘红色或者说粉红色的天空。
三是探测火星的地面状况,主要为了寻找生命(遗迹)和水。
目前比较流行的假说认为,这颗行星上远古时代可能有水。但由于它质量太小引力不够大,水后来大都散逸到太空去了;或者由于太冷(火星赤道地区气温也极少超过0℃),水都被冻结到地下,可能有还少部分存在于白色的极冠里。
如果是这样,水又在多少年前流动过呢?根据火星上的环形山数量推算其地表的历史(以月球为参照),则这个时间至少在二三十亿年以前。也就是说,火星地貌大致保持今天的样子已经有二三十亿年了,或者说火星即使存在过生命也是在此之前。当然也有人猜测火星生命可能存在于地下,但同样需要证实。
脑筋灵活的人不免另辟蹊径,试图从坠落到地球南极的火星陨石中寻找生命的线索,他们公布的发现成果确也引起过轰动。但质疑者的理由似乎更有力:你怎么保证这些陨石在落到地球的数百万年间没有受到“污染”呢?
由于实地探索的机会依然非常有限,所以关于火星上有水没水、有生命没生命的争论一直像翻烙饼一样轮番吸引读者的眼球。当然,因此引起的公众持续关注,对于早日促成载人登陆火星也大有好处。机器总归是机器,它不是人;要得到最终答案,必须还要有人亲自去一趟。
但是,人类有没有必要为了那不知道小数点后多少个零的可能性花4000亿美元而实施载人登陆计划?现实已经告诉我们,连人类已经去过的月球,在证实不存在生命之后,美国人也很久不再产生兴趣了,何况火星(去月球来回7天,去火星则至少1年以上)。因此,实现这个梦想还必须拿出更具说服力的理由。
火星与月球最大的不同,在于它是一颗行星,有自己的大气,而且还很可能有水;同时,它离地球不太远,距离太阳也处在一个还算比较合适的位置上,没有金星那样的高温,也不至于寒冷到完全超过人类的技术水平和所能够支付的成本。也就是说,人类寄希望于它是未来的另一个家园,至少是未来探索更广阔空间的一个前哨站或者落脚点。据报道,美国、法国等国家正在地球南极训练可能前往火星的宇航员,因为那里的环境与火星存在某种相似之处;美国正在试验有可能在将来火星大棚中栽培的作物。总之,探索火星是为了人类将来实现在那里定居。
也许,载人登陆火星可以视为人类迈向真正意义上宇宙探索的具有实质性的第一步。
我想正是基于这种认识,近年来形成了持续的火星热,除了美国、欧洲、日本等做出实际行动外,中国也开始把它提上日程。可以预期,至少在未来二三十年里,只要地球上不发生天翻地覆的变化,火星将一直是人类的热门话题。(守望者)