俄国“火箭之父”齐奥尔科夫斯基曾经说过：“地球是人类的摇篮，但人不能永远生活在摇篮里。他们不断地向外探寻着生存的空间：起初是小心翼翼地穿出大气层，然后就是征服整个太阳系。”中国月球探测工程首任首席科学家、中国科学院院士欧阳自远在接受《中国科学报》记者采访时提到了这句名言，并表示探测过程需要循序渐进，无法一蹴而就。人类距离火星还有很远，唯有一步一个脚印才能到达。

《中国科学报》：探测火星和探月有何区别？ 

欧阳自远：人类对于太阳系行星的探测有几步必须要走。首先，人类进入空间时代，最早是开展对地球的探测，包括人造地球卫星和卫星的应用、载人航天等。第二步，就是要走出地球，人类选择了月球作为第一站。这一步迈出不容易，因为月球与地球的平均距离约38万公里，现在人类发射的同步卫星大约3.6万公里，而月球距离地球是这个距离的10倍。距离遥远是一方面，另一方面就是如何摆脱以地球为主的引力场束缚。不仅飞行器的速度要达到“第二宇宙速度”，还要具备精确的测控与通信系统。

首先利用空间科学技术的能力探测地球，进一步跳出地球探测月球，再进一步探测地球最近的邻居——金星与火星，再拓展到探测太阳系各层次的天体、太阳和太阳系空间。由近而远，从易到难。

就火星探测而言，与月球探测相比较最难的还是距离过远。距离过远必然对运载火箭与探测器的功能、结构等提出更高的要求；对测控系统的能力和精度要求要大幅提高；要解决由于距离过远数据接收的信噪比降低和误码率增加的困难；在程序设计方面要有效解决通信的时延等等问题。测控与通信在对地球的探测中，地球上发射指令到达飞行器执行与反馈几乎是同步的；但指令到达月球的时延接近1.3秒；火星的时延大约10~20分钟。

另外一点，如果发射载人飞船去火星，按照现在的飞行速度，大约需要8~10个月才能到达火星。宇航员面临着长时间在空间漆黑、狭小环境中的生命保障系统问题，包括呼吸、饮食、排泄处理、身体与精神健康等等都是难题。

不过，火星表面的生存环境比月球“优越”。月球上是超高真空，日夜温差接近300摄氏度,宇宙辐射和太阳活动影响强度大，而且一天相当于地球的29.5 天，白昼与黑夜相当于地球半个月。火星的一天则与地球差不多，重要的是火星上有极稀薄的大气层，日夜温差比月球小得多，生存环境相对要好得多。

《中国科学报》：中国探测火星，将会从哪方面入手研究？ 

欧阳自远：任何国家研究火星，都逃不过三大问题：

第一个是火星生命信息的探寻。在太阳系的各层次天体中，火星最有可能有生命繁衍。探测火星生命活动的信息，一直是火星探测的第一命题。近十几年来，火星探测器发现大气层中有甲烷。我认为，这并不能成为火星存在生命活动的证据。因为甲烷除了生命体可以提供，如果环境允许也可以由碳与氢天然合成，必须要有充分的证据判别甲烷的成因与来源。历经了近40年的努力，没有发现火星上有任何原始生命活动的信息。

如今探测的重点转移到火星是否曾经存在过生命，在火星陨石ALH84001中，发现在36亿年前火星可能发育过一些类似细菌的“化石”，但是目前还是难以确认。也许要等到载人登陆火星，在火星的沉积岩中寻找古生物化石，才能确定火星是不是曾经存在过生命。

当前火星生命探测的重心转移到火星是否适宜生命的繁衍。火星表面干枯的海洋盆地、湖泊与河床，表明火星表面有过大量水体的活动，水是生命之源。而现今火星表面没有一滴水，火星的水体转移到地下；火星古代的气候是温暖、潮湿的，有利于生物繁衍。

第二个问题，就是研究火星本体，包括火星的磁层、电离层、高层大气与低层大气层的结构与活动；火星的地形地貌特征、分区与形成历史；火星表面的化学成分、矿物组成与岩石类型的特征与分布；火星的地质建造与地质构造；火星内部物理场与结构；火星的起源与演化历程等等；火星与地球的比较研究，深刻认识类地行星的共性与各自的特性，研究太阳系行星的起源与演化。

第三个问题则是人类通过2~3个世纪的努力，能否将火星改造成为人类可居住的行星。因为太阳系中只有火星能够改造成为下一个地球。我曾经写过一本科普书，叫作《再造一个地球》。人类既要保护好地球也应该拓展生存与发展的空间，在国际上成立了一个委员会，每年都会开会讨论。火星能否改造成为一个适合人类居住的天体，已经有很多具体的方案和建议。

《中国科学报》：相比较而言，人类将目光集中在火星上，是否有国家探测过火星的卫星？ 

欧阳自远：火星有两个卫星，它们的体积都很小。月球的直径是3400公里，月球大约在35亿年前形成，形成后经历过全球性的岩浆洋事件；39亿年前后大量小天体撞击，挖掘出巨大的盆地，盆地内多期次的玄武岩喷发形成辽阔的平原；月球有过内禀的偶极子磁场。在31亿年前，月球内部的能量已经耗尽，内部接近固化，月球的磁场消失了，岩浆活动停止了。月球有14亿年的活动历史。而火星的卫星自形成以来，由于内部能量很小，没有发生过任何岩浆活动、地质运动，它们一直保持着太阳系形成时的原始状态。人类从火星取样，可能只能拿到十几亿年前的样品，但是在火星的卫星上，任意取样就可以拿到45亿年前~46亿年前的样品。2011年，俄罗斯发射的福波斯-土壤探测器就是要去火卫一取样返回，不过失败了。

《中国科学报》：以人类自身的条件揣度火星有无生命是否有些狭隘？ 

欧阳自远：生命是具有遗传复制能力的，通过大量的科学研究与实验证明，只有碳为基础的有机化合物，才能构成长链的大分子有机化合物，甚至可以形成DNA（核糖核酸）、RNA（脱氧核糖核酸）等具有遗传复制能力的大分子有机化合物，才具有生命的特征。有人设想过，外星生命也许不是以碳—氢—氧—氮等生命元素为基础，而是硅基或其他元素组合的化合物。这都是一种猜想，还没有得到验证。

本篇文章来源于 《中国科学报》 (2014-07-11 第14版 关注) | 袁一雪

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