科学认识探测火星的重要意义

　　日前，一家美国建筑设计工作室公布了第一个火星城市的设计规划，并计划将新城市命名为“女娲”。消息一出，引发网友诸多关于“移民火星”的遐想。美国企业家马斯克曾鼓吹向火星移民100万人的计划。最近，美国一名火星研究工程师也对外表示：2030年前，人类将会在火星上常驻生活，2100年前在火星上将出现拥有百万级人口的大城市。而在2020年7月我国发射火星探测器“天问一号”时，也有一家国内电视台打出这样的字幕——“天问一号”发射了，火星移民还会离我们很远吗？

　　我国发射“天问一号”的目的是什么？火星探测真的是为了移民火星吗？火星是否适合人类未来改造和居住？记者就以上问题专访了北京大学地球与空间科学学院教授焦维新。

　　“近年来，由于火星探测的升温特别是我国首次火星探测任务‘天问一号’探测器的发射，人们产生了对深空探测特别是对火星探测的关注，这些‘移民火星’的所谓‘计划’也就格外吸引眼球。”焦维新说。然而，火星探测的目的，国内外重要职能部门都有完整的论述。对于我国发射“天问一号”的科学目标，国家航天局等有关单位也都有明确的说明，即探测火星地形地貌、火星磁场、地下水、土壤成分和分布、火星大气层以及气候变化。

　　据焦维新介绍，从国际上看，最近20年，美国国家航空航天局（以下简称NASA）对火星探测确定的科学目标有以下四个方面：确定火星上是否存在生命；了解火星气候的过程和历史；了解火星作为一个地质系统的起源和演化；为载人探索做准备。

　　从更大的深空探测范围看，NASA曾组织权威专家讨论撰写了两个重要文件：《太阳系探索路线图》和《天体生物学战略2015》。这两项文件中全面论述了探索太阳系以及探索地外生命的目的和方法。在《太阳系探索路线图》中明确阐述了五个科学目标：太阳系的行星和小天体是如何起源的？太阳系是如何演化到目前这般不同的状态的？同在太阳系诞生，为什么地球、火星、金星和水星现在的状态如此不同？导致生命起源的太阳系特征是什么？生命是如何在地球上起源和演化的？在太阳系的其他地方也有生命吗？太阳系环境中有哪些会影响人类在太空生存的灾害和源头？

　　而在起草《天体生物学战略2015》这一文件的过程中，近200名天体生物学协会成员经过共同努力，确定了未来10年天体生物学研究的目的和目标。该协会确定的探测天体六个主要研究课题是：识别有机化合物的非生物来源；生命起源中大分子的合成和功能；早期生命和不断增加的复杂性；生命和物理环境的共同进化；识别、探索和表征适合居住和生物特征的环境；构建宜居的世界。

　　“从上面的一系列探测目标中可以看出，在国内外深空探测主管部门的官方文件中，从未提及向地外天体移民的意向。”焦维新说。

　　那么，《天体生物学战略2015》第六条中的“构建宜居的世界”是否意味着人类在计划寻找其他的宜居天体？焦维新对此给予了否定。他指出，目前人类在寻找太阳系外适居区时，往往仅根据我们在地球上有限的可居住体验，这可能扭曲了我们对适居区基本要求的理解。因此，需要根据最新的科学发现和成果，对适居区给予新的定义，并按照新的标准去寻找可能含有生命的世界。而这一切，离移民火星或其他地外天体仍然太远太远。

　　现代天文学崛起后，人类一直行进在通往火星的道路上。从1964年“水手4号”火星探测器发射、1965年传回第一张火星表面照片开始，50多年时间里，人类已先后开展了50余次火星探测。去年7月，“天问一号”火星探测器在海南文昌航天发射场点火启程，成为我国进行更多行星探测的起点。

　　既然探索火星并非以为人类寻找第二个家园为目的，那么，为何火星能引来各国的争相探索？甚至有观点认为，这是不是各国在开展对火星等天体上资源的争夺？对此，焦维新表示绝非如此。

　　他指出，即便人类已经用了半个多世纪来探测火星、研究宇宙，但就目前的探测水平来看，还远远达不到对火星探测清晰明了的程度，更谈不上是对火星上资源的争夺。之所以各国都争相进行火星探索，是因为相比于其他太阳系内的星球，火星更具有科学探索价值和条件。“火星离地球比较近，我们的探测器能够到达。此外其他星球，如金星的条件太过恶劣，基本不可能有生命存在，通过探测它来搞清一些重大科学问题，技术难度也比较大，暂时实现不了我们希望的科学目标。综合考量下来，还是先进行火星的探索，而绝非是因为我们想‘移居火星’。”

　　焦维新介绍，从科学价值来看，火星能反映出很多问题，对人类了解地球会有帮助。比如为什么同在太阳系，各个行星演化的结果却有所不同？如果能找到何种原因导致各大行星演化结果的不同，那么我们就能更好地了解地球演化的过去。“我们通过对其他天体的探测考察，能够找到更多与地球有关的答案。”他说。

　　从人类对火星目前的探测结果看，火星大气层很薄，表面平均气压约为地球的0.75%，成分为95%的二氧化碳，氧气极少，同时充满尘埃。地表温度白天可达28℃，夜晚可低至-132℃，平均-57℃。因此，焦维新认为，相比于地球，火星完全不具备人类生存的条件：“哪怕地球环境再恶劣，或者人口大爆炸，从必要性来说，改造地球上的沙漠，也比改造火星容易得多。那又何谈‘移民火星’？”至于对火星的争夺，他认为，未来人类并不会如科幻电影中表现的那般将大规模前往火星，因此也不可能在未来真正出现争夺火星的现象。

　　关于普通民众对“移民火星”的遐想和一些商业公司的设想计划，焦维新表示理解，但他向记者强调，基于科学的严肃性和重要意义，探测火星这样巨大投入的重大航天工程需要得到广大民众的正确理解和支持，大众传媒负有重要责任。特别是主流媒体，要在科普上准确把握，提高大家的科学素养，以正视听，不能为了“博眼球”“争噱头”而给予大众错误导向，造成理解偏差。“将来我们还要去更远的天体，要让人们理解，我们为什么要花大力气这样做。这些都有赖于媒体深入细致、科学有力的传播与解读。”