红色火星的蓝色星球梦
——从火星探测到火星改造

欧阳自远

太阳系有八大行星，其中靠近太阳的有四颗行星——水星、金星、地球、火星。火星是我们的邻居，它的外侧还有四颗行星，即木星、土星、天王星、海王星。靠近太阳的四颗行星体积比较小，密度比较大，表面是岩石体，我们称之为内行星或者类地行星。远离太阳的四颗行星体积较大，密度较低，被称为巨行星或者类木行星。

人类对于火星误解颇深：因为它是红色的，所以人们认为它是战争的代表，是流血的，残酷的，火星在众多神话中都被视作战争之神。

神话传说中的火星

人类用肉眼就可以看到火星，它发出一点点微弱的红光，而且不断闪烁着。它的运行轨迹不太规律，并且亮度变化不定，令人迷惑，所以我国古代人给火星取了一个名字，叫“荧惑”。

在传统天象学里，火星预示了旱灾等灾害。所以古代中国人对火星没有好印象。

对于太阳系中的这个天体，欧洲人也很早注意到了。古罗马人用比较标准的符号表示，火星符号是一个圈加一个小箭头。罗马神话认为，火星玛尔斯是战争之神，他是金星维纳斯的情人。玛尔斯的两个儿子罗穆卢斯与雷穆斯传说是罗马城的建立者，因此，他也被认为是罗马人的祖先。古希腊神话中的火星也是一位战神，名叫阿瑞斯。阿瑞斯形象英俊，性格勇猛顽强，专门负责打仗，是力量、战争的象征。在北欧神话中火星名叫提尔，也是象征着勇气和英雄的神。总之，几乎在所有的文化和传说中，火星的形象都是性格强悍、暴虐、好动、嗜杀、血腥，是人类灾祸的化身。

这些其实是我们对火星的误读。火星是地球的姐妹，是一个非常温顺的天体。它的尘土里含有鲜红色的赤铁矿，每当发生尘暴，整个火星表面就弥漫着赤铁矿，看起来是血红色的。人类因此认为火星代表着血腥与战争。人们误读了火星，就是因为火星土壤中的赤铁矿。

火星生命之谜

如今大家都在关心一个问题：火星上有生命吗？在浩瀚的宇宙当中，我们只知道地球上有生命，高等智慧生命，并且建立了高度文明的社会。那么，我们旁边的行星上有生命吗？太阳系的行星里，除地球外，最可能有生命的是火星。在这个浩渺宇宙中，我们是孤独的，没有自己的同类，地球上的生命包括人类究竟来自何方？未来我们将走向何处？我也希望能有外星人告诉我们答案。火星上面有没有外星人？为什么只有地球有生命？这些都有待解答。

生命的诞生

我们要探测火星生命，一定要理解为什么地球有生命。这是宇宙中的一个奇迹。我们首先回答一个问题：什么是生命？生命必须具有复制遗传自己并繁衍后代的能力，以及新陈代谢的功能，这样才能被称为生命。现在所有对生命的理解都是以地球上的生命为蓝本。因为我们也没有别的样本，不知道其他的生命类型。

地球上生命的诞生充满了迷茫和神秘的气息。在太阳系诞生以来的46 亿年漫长演化过程中，为什么只有地球上出现了生命呢？太阳系八大行星都是 46 亿年前形成的，为什么别的行星上就没有生命呢？原因之一，地球与太阳距离恰到好处，不远也不近。火星离太阳偏远一点。原因之二，地球的体积恰如其分，不大也不小。若非如此，我们没有办法维持地球大气层及水圈。

地球绕着太阳从容而稳定地运行，有岩石质的外壳，地球 72%的表面被水体覆盖，为生命的繁衍与生存提供了广阔的空间，海洋的潮汐为生命的迁徙提供了动力，地球外有大气层，包括对流层、平流层、中间层……外侧还有磁层，层层裹住我们的地球，使其免于宇宙辐射的危害。

地球上繁多的物种和智慧生命的起源与成长，都是地球长期演化的产物，是宇宙的奇迹。生命本身是很脆弱的，但生命的演化在整个 46 亿年的历程当中极其顽强。我们的地球遭遇过几次大劫难，很多物种消失了，但从古生物学家提供的数据看，在漫长的地质历史上，整个星球的物种多样性一直在增长，我们的地球生机勃勃、繁荣昌盛。

多灾多难的邻居们

为什么太阳系别的行星上没有生命呢？我们先比较一下靠近太阳的四个行星的表面温度。这四兄弟性格、形貌相似。其中水星最靠近太阳，水星白天表面温度很高，达到 430℃，晚上又非常寒冷，温度降到零下173℃。昼夜温差接近 600℃，因此水星上肯定没有任何生命。金星是地球的邻居，金星大气层的压力达到 92 个大气压（地球是 1 个大气压），人到金星上会被压扁。同时，金星大气中 95%是二氧化碳，温室效应很严重，导致金星表面温度最高可达 458℃。金星上面还有 1600 多座大火山和数不清的小火山，随时爆发。所以金星是一个充满了毒气，炎热、干燥的星球，那里同样是不可能有生命的。

火星非常像我们的地球。火星和地球一样，轴线是倾斜的。它以跟地球近似的角度绕着太阳公转，因此两个星球都有春夏秋冬。火星绕行太阳一周的时间，大约是地球的两倍（约两年），这是因为它离太阳比地球远。但是很遗憾，也是因为它离太阳比较远，它表面的平均温度为零下 60℃左右，最热的时候也只有 20℃，最冷的时候达零下 100℃。尽管如此，所有类地行星当中，火星仍是除地球以外，最有可能存在生命的行星。

火星生命探测

火星一直吸引着人们的目光，很多探测器在火星上面进行了各种类型的生命试验，从“海盗 1 号”“海盗 2 号”到“凤凰号”。1975 年到2007 年间，人类进行了 45 次火星探测，就是想搞清楚火星现在有没有生命活动。最后大失所望，火星没有任何生命活动的迹象。也就是说火星上没有生命。现在人类已经准备载人登上火星，美国总统已签署相关法案准备于 2033 年载人登上火星。这样看来美国人最有可能第一个登上火星。

最近，科学家们在火星的大气里发现了甲烷。地球上的甲烷往往是生命活动的产物，所以现在人们在努力通过碳同位素的方法研究火星大气中的甲烷究竟是不是生命来源。但很遗憾，由于甲烷浓度太低，目前无法通过仪器检测确定其来源。

最近，科学家在分析来自火星的陨石时有了一项重大发现。中国科学家在电子显微镜下观察陨石薄片时，发现里面有很多碳颗粒，使用目前最灵敏的仪器分析这些碳颗粒的同位素组成后发现，这是生命来源的碳，由此可以推测火星上曾经存在过生命。至于这个生命是什么形式的？不知道。跌宕起伏的火星生命探测，已经展示出令人鼓舞的前景。

火星上的水

既然没有生命，我们能不能探测火星的水到底去向何方？火星表面曾经有很多河道、湖泊，在它的北半球还曾有过一个巨大的海洋，很多河道的水最后都流入这个海洋。但现在火星表面一滴水都没有，极其干燥。火星上的水都跑去哪里了？研究发现一部分逃逸到大气中，更多的潜入地下。科学家发现，火星一旦地面塌方，就会有地下水涌出，形成冲积三角洲。

中国首次火星探测工作的主要研究目的，就是探测火星地下水的总量及分布。

火星上的湖泊，干枯了以后非常像我国柴达木地区的盐湖，水分日渐蒸发后，盐分析出。火星曾经有过水和湖泊，但是现在一滴水也没有。这些析出的盐，科学家们经过研究，最后认定跟我们地球上死海含的盐的成分类似，所以火星即使有水也是不能直接饮用的。

科学家们分析火星表面曾经覆盖大概有 100 米深的水体，现在一滴水都没有了，大部分转入了地下，还有一部分逃逸了。所以火星曾经有海洋，很可能有很多湖泊，也有很多河道，但是现在全部枯涸了。

火星上一些干枯的盆地里生成了大量的赤铁矿，因为火星表面风速很大，气压极低（只有地球大气压的 1%），赤铁矿被风吹起，布满整个火星，导致火星变成了一个红色的星球。

衰老的火星

火星的演化经历了 46 亿年，今天的火星已经“老态龙钟”。怎么判断的呢？我们现在生活着的地球有一个标准磁场，这个磁场是地球生命力的象征。月球 30 亿年前就没有磁场了，它是一颗死亡之星。目前火星已没有全球性的磁场了，仅有一些区域性的磁场残存，很快它就会变得像月球一样。同时，它没有大的火山活动及强地震，目前是非常好的研究对象。

太阳系所有的行星原本都是垂直自转的，45 亿年前，一个火星大小的天体撞上了地球，撞出很多碎块。最近一种理论认为，这些碎块在地球外围慢慢汇集起来，形成了现在的月球。那么火星的两个卫星又是怎么来的？不像月亮跟地球的关系，当一些小天体经过火星身边，由于万有引力作用被它吸引过来围绕它公转。这就是我们的火星。

火星改造计划

现在地球面临着很多危机，科学家们在努力为人类寻找第二个栖息地，让人类永远安全地繁衍下去。在太阳系里面没有别的天体，只有火星是适合改造的对象。

现在，全世界的科学家每年都会开一次会，讨论如何改造火星，让它变成第二个地球。人类面临的主要问题，首先是要提高火星表面的温度。估计我们人类要花两三个世纪的时间，最终去掉它凶恶的红色面貌，让它变成一个绿色的、蓝色的火星。这也是我们人类社会发展的需要。有科学家建议在火星上面大量排放二氧化碳，产生“温室效应”，让它表面温度提高，地下的冰冻水和两极的冰、干冰全部融化。只要温度保持在0℃以上，就可以慢慢恢复火星的河流、湖泊，待火星慢慢地有了生命，再移植一些相关的植物上去，让它产生氧气，逐渐改造火星的大气。

现在“火星 1 号”组织的目标就是冒险登上火星，该组织准备大概在 2026 年送四个人到火星上，但有去无回。计划建造一些完全封闭的装置，里面创造一个地球环境，因为从地球飞往火星要历时八个月。刚到火星上，实验人员只能住在密闭的屋子里面，甚至在地下挖洞，制造一个地球环境，但这样无法大量移民。根据设想，火星可以在密闭状态下变成一个绿色的，人类可以生存的、可以自由行动的地方。但前提条件是必须密闭，这终究不是一个办法。

所以现在一定要想办法逐步改造火星，让火星慢慢地变成绿色的星球，最后变成蓝色的星球。这样的话，人类通过自己的智慧和努力完全有可能将火星改造成为生机盎然的“小地球”，再现“青山绿水”，成为人类第二个家园，这是人类一个巨大的世纪工程。现在科学家们都联合起来，努力为我们人类建造第二个栖息地。也许人类通过几个世纪的努力，将这颗贫瘠的行星改造成一个拥有蔚蓝天空、绿色平原、碧色湖泊和友好生态环境的新世界，未来地球和火星将成为我们人类社会持续发展的姐妹共同体。这是人类的梦想，也是火星的梦想。

改造火星，任重道远。

中国的火星探测计划

现在，中国的科学家正积极准备火星探测工作。

第一步是登上火星。由于火星公转周期较长，每 26 个月才有一次着陆火星的机会。我国确定 2020 年年初发射自主建造的火星探测器。预计发射之后，探测器将飞行 8 个月。我国的计划是首先发射一颗卫星到达火星，绕火星公转，然后让着陆器着陆火星表面，然后放下一辆火星车，开始探测火星。这样，我们把绕、着陆、巡视探测等工作一次完成。我们准备了七八年了，现在到了最后的论证阶段。现在我们已经信心十足。

第二步，发射探测器到火星表面，自动用电铲采取样品，自动打钻取样。这将是人类第一次把火星的样品带回地球。我们从月球上采集样品回来也是这样的过程。如何完成呢？我们想了一个办法，返回舱回来以后，首先进入地球的大气层，为了避免因为大气摩擦而全部烧掉，我们主动控制它跳出地球大气层，再逐步降落下去。

如今我们的“嫦娥 5 号”就按照这个计划实施了。这非常像一个小孩在水面上用石片打水漂，砸到水面，再跳出水，再落下去，速度大大下降，然后再用降落伞降落在内蒙古。一旦返回舱降落在地球上面，我们可以立即得知降落的位置。我们做过实验，完全有把握做到这一点。载人到月球上面也可以安全返回。月球上面的东西可以带回来，火星上面的东西也可以带回来。

总而言之，中国的太空探测计划就是，在第一个百年奋斗目标实现之前，发射月球探测器，采样、返回，之后还要到达我们在地球上永远看不到的月球背面。我们满怀信心，2020 年登上火星，之后我们还要去探测木星以及别的天体。

当然，中国的火星探测任重而道远，希望寄托在年轻一代的身上。希望青年人能够担当起这个责任，成为中华民族的脊梁，去完成后续的伟大事业。