在派遣宇航员之前我们应该在火星上寻找生命吗？

火星上有水。不仅仅是冰雪，还有液态的流动水。水是稀缺且含盐的，但水是地球生命的基本成分之一——尽管这颗红色星球肯定不是一个舒适的居住地，但科学家认为火星上可能潜伏着单细胞生物。如果我们想找到它，我们需要寻找它最有可能出现的地方；根据 NASA 的说法，我们需要“跟着水走”。

问题是，大多数火星航天器都不能“跟随水”，因为它们不够干净，无法进入温暖潮湿的“特殊区域”，而火星生命最有可能在那里扎根。（特殊区域由国际科学理事会空间研究委员会根据其行星保护政策定义。）其逻辑是，如果我们将一艘肮脏的航天器送入这些特殊区域之一，地球微生物也可能在那里繁衍生息，污染火星，这样一来，即使我们真的在火星上发现微生物生命，我们也不知道它是火星本土的还是从地球引进的。

我们的航天器不够干净，无法安全进入火星生命最有可能存在的“特殊区域”。

如果 NASA 真的打算在 2030 年代将宇航员送上火星，那么在人类登陆并造成混乱之前，对这个古老的问题给出肯定或否定的答案就很重要。是的，我们之前的航天器可能已经在一定程度上污染了火星，但人类比机器更难消毒。

“一旦我们把人类送上火星，就很难避免污染，”密歇根大学工程师兼天体生物学家尼尔顿·雷诺说。“人类会带走大量微生物。它们会从航天器中泄漏出来，其中一些可能会因风的传播而进入特殊区域。”此外，他补充说，“如果人类去火星，他们会想探索最有趣的区域”——比如那些有水的区域。

目前，唯一能够让我们在2030年代宇航员抵达火星之前检测生命存在的计划任务是火星2020探测器，但它的消毒工作还不够彻底，无法进入火星生命最有可能潜伏的区域。

我们现在难道不应该找到它吗？

20 世纪 70 年代，维京号双着陆器成为首批登陆火星的 NASA 航天器，也是首批在火星上测试生命迹象的航天器。它们发回的答案是“可能”，这让人颇感失望。其中一项测试发现了代谢活动的证据，但其他测试并未发现有机物质——地球上生物赖以生存的物质。

随着“火星有生命”的新闻头条逐渐淡出，维京号探测器的失败也导致火星探索陷入了15年的停顿；纳税人不喜欢把钱花在没有结论的实验上。

当 NASA 最终恢复火星探索时，他们采取了一种不那么直接的方法——航天器不再寻找生命，而是开始寻找过去或现在可能适合生命生存的条件。例如，好奇号火星车的目标是“评估火星是否曾经有过能够支持微生物等小型生命形式的环境”。

2011 年，一组科学家提出，维京号也许确实在火星上探测到了有机物质。NASA 此前从未去过火星，因此没有意识到火星土壤富含高氯酸盐，而高氯酸盐可以分解有机物。该团队断言，有机物质的残留物（被忽略为地球污染物）实际上是火星有机物的火化残留物。这并不能保证火星上存在生命，但如果那里存在有机物，它们似乎也会增加生命存在的可能性。

别误会：火星是一个严酷的地方。它很冷，而且一直受到有害辐射的侵袭。然而，火星土壤中存在着有希望的化学成分，表明微生物有机体会有食物可供咀嚼，而且两极和地下都有水冰。在地球上，几乎任何地方只要有水，就有生命。

“有害污染”

1967年，中美签署《外层空间条约》时一致同意，在探索月球和其他天体时，“要避免对地球造成有害污染，也应避免引入外星物质对地球环境造成的不利变化”。

“避免有害污染”这句话有多种解释。我们不知道火星上是否有生命，也不知道我们的微生物会如何影响它。

“如果我们没有这些信息，我们就不会知道后果。”

国际科学组织已决定，测试火星上的生命并非派遣宇航员的绝对先决条件，但这是个好主意。“对于我们是否应该这样做，尚未达成共识，”美国宇航局行星保护官员凯瑟琳·康利 (Catharine Conley) 说。

如果火星上有生命而我们却不知道，我们可能会因为自身生物学而使火星生命面临危险——在地球上，将一个物种从一个地区移到另一个地区可能会导致灾难性的后果。如果我们不小心将入侵物种引入星际空间会发生什么？相反，火星生命也可能危及地球和/或我们宇航员的健康。

“如果我们没有这些信息，我们就不会知道后果，”康利说。“当你对某个地方了解得越多，探索它就越安全。”

严格要求

维京号任务为航天器清洁度设定了标准。当时，科学家预计会在火星上发现生命，因此着陆器经过消毒，并在高达 260 华氏度的高温下长时间烘烤，使孢子数量降至 30 个。未来用于检测生命迹象的航天器也需要经过烘烤过程——这意味着它们必须设计成能够承受烤箱温度。

如今，航天器在进入太空之前，需要经过一系列消毒技术，包括化学消毒和紫外线消毒。即便如此，像好奇号这样的火星车仍被允许携带多达 30 万个细菌搭便车发射。为了使航天器足够清洁，能够进入火星的一个特殊区域，研究小组需要将细菌数量减少到 30 个。这可能非常昂贵且耗时。（一些研究人员认为，严格的标准过于谨慎，不利于火星探索。）

对进入特殊区域的航天器进行彻底消毒将大大增加任务成本。大约十年前，美国宇航局和欧洲航天局 (ESA) 得出结论，将勇气号和机遇号火星探测器改装为耐热材料，以使其能够经受住高温消毒，这是寻找外星生命的先决条件，这将花费约 1 亿美元。康利说，对于从一开始就设计为超高温消毒的项目来说，这个过程会便宜一些。

“航天器的整个使用寿命期间都必须清洁，”雷诺说，从工程师在洁净室开始组装，到将其绑在发射它的火箭上。甚至火箭也必须消毒。“你必须确保从实验室到火星的所有东西都是干净的。”

欧洲航天局的 ExoMars 探测器将于 2018 年登陆火星，寻找可能表明过去或现在存在生命的生物标记。火星 2020 探测器将在五年内发射，计划收集火星土壤样本，这些样本稍后将由一项未确定的任务收集并带回地球，以便科学家进行生命检测。然而，ExoMars 和 Mars 2020 都不够干净，无法进入特殊区域，现在对它们进行升级为时已晚。

康利说：“时间是永远无法取代的。”改造还有另一个缺点：“当你改变一些东西时，它们不一定能像以前那样运作。”

因此，这些航天器返回的结果很可能是不确定的；探测到火星生命可能是由于地球污染物导致的假阳性，而阴性结果并不意味着什么，因为我们没有检查最有可能存在生命的地方。

美国宇航局行星科学家克里斯麦凯说：“如果特殊区域是可能存在生命的地方，那么派遣任务到非特殊区域寻找生命似乎毫无意义。”

雷诺表示同意。“如果我们要寻找生命，我们就应该去生命最有可能存在的地方。”

更好的选择

目前 NASA 还没有计划发射生命探测任务——无论如何也不会有进入特殊区域的任务。幸运的是，在 2030 年代人类抵达之前，我们还有时间尝试一下。

“向特别地区派遣任务其实并不难，”麦凯说。“有特殊要求，必须将其纳入任务设计中。”

一项拟议中的任务是“破冰者”，它将钻入火星北极，那里的冰可能保存着古代生命的遗迹。这项任务由麦凯领导，从一开始就被设计为彻底消毒，以便在特殊区域寻找生命。如果获得资助，它最早可能在 2020 年发射，成本为 4.5 亿美元，外加发射费用。

另一项 BOLD 提议是“生物氧化剂和生命探测”任务，将向火星发射六艘小型探测器以寻找生命。几年前提出这项任务时，研究人员估计它最早可在 2018 年发射，成本可能不到 3 亿美元，但他们没有具体说明这些航天器是否获准进入特殊区域。

康利说，用能够经受灭菌过程中烘烤的现代材料来设计航天器当然是可能的。许多军用电子设备需要在比维京号在洁净室中承受的温度更高或更高的温度下运行。不过，这个过程需要非常小心，因为材料在极端高温下会膨胀或收缩，甚至会断裂。

当然，设计航天器部件只是组织生命探测任务的一部分。由于 NASA 的预算日益减少，资金也是一个问题。

更为棘手的可能是决定检测生命的最佳方式——例如，我们应该寻找基于 DNA 的生命，还是火星生命与我们自己的生物学完全不同？——以及解释我们得到的数据。科学家们仍在争论海盗号登陆器是否在 1976 年探测到火星上的生命。如果我们想在 2030 年代将宇航员送上火星，我们就不能再花 40 年时间争论了。