美国宇航局的毅力号火星车：它的在火星上寻找有机物的途径

Isaac Schultz

Sun, July 16, 2023 at 12:00 AM GMT+9

本周早些时候，科学家宣布了毅力号在火星上发现了有机分子。不是生命本身------难的------而是在火星上古老栖息的一直适合生命的另一个背书。

毅力号自它 2021 年 2 月登陆这颗红色星球以来一直在寻找生物签名------火星上古代生命的迹象。但在毅力号甚至离开地球之前好奇号火星车就以勤劳开始了寻找这种生命。

好奇号于2011年向火星发射，在毅力号火星车被扑倒在红色火星地形上十年前。在抵达火星的八个月内好奇号取得了它的主要目标：发现火星上可能支持微生物生命过去环境的一个证据。

现在十年过去了，毅力号正在通过搜索微生物生命本身的证据继承着这个衣钵。与此同时，好奇号正在继续它的古代火星环境的调查。虽然相距数千英里分开，但两辆火星车的发现正在赋予科学家们一个过去随它存在数十亿年的火星的新观察。

这里是贡献到本周发现的回顾。

在古代火星上的水（很多）

2022 年 12 月看到的火星上的古代水涟漪。

好奇号和毅力号都正在探索古代中水流淌的地方。2022 年 12 月，好奇号拍摄了明显的冻结在火星岩石中的水涟漪 ------火星车又正在一个古老湖床周围漫游的另一个迹象。

火星陨石坑中的冲积扇和这颗行星的最大峡谷中的地质构造也表明这个世界从前被水冲过。

古代水并不总是科学的朋友

一块名为“旧浸泡者（Old Soaker）”的岩石板，上面有来自30多亿年前干燥的泥浆裂缝.

一块名为“旧浸泡者”的岩石板，上面标记有30多亿年前干燥的泥浆裂缝。

任何地方的水是一个生命可能存在在那里希望的提升，或者就现在干旱的火星而言水已经在古代就存在了。

但好奇号火星车于2019年在盖尔陨石坑发现了岩石样本，似乎它们被洗净了它们的地质记录。按照审查泥层的科学家，罪魁祸首是吸过一个古老湖床的咸水，改变现场的矿物质层。

在火星上，并非所有的石头都揭示完整的故事。这赋予科学家甚至更多理由来成像大量岩石，以便更好地了解这颗行星上的地质和河流过程。

了解有机物

在 ALH84001中链结构的电子显微镜图像。

有时，科学家用术语“有机物”指代往往被与活着的物质有关的分子尺度结构。去年，基兹摩多平台（Gizmodo）报道在南极洲发现的一颗40亿年前的火星陨石中没有外星生命的证据，消除了几十年关于嵌入岩石中的微小结构的猜测。

去年发表的一篇论文摆出一些人已经争论在陨石中的微观化石实际上是非生物过程的结果。基兹摩多平台当时写道：

现在，仅仅因为某些东西被描述为“有机的”并不一定意味着它与生命有任何要做的。有机分子通常由碳和氢组成，有时由氧、氮和硫组成。当然，这些分子通常被与生物过程相关，但它们也能来自非生物过程，以所谓的非生物有机化学。

这在理解火星上所有有机分子的发现中尤其重要，而不仅仅是毅力号的最近发现。

生命...找到一条途径

澳大利亚鲨鱼湾的现代叠层石。

澳大利亚鲨鱼湾的现代叠层石（微生物苔）。

来涵盖天体生物学就是将自己屈服于由杰夫·高布伦（Jeff Goldblum）在《侏罗纪公园（Jurassic Park）》中提供的无情适用的台词。在地球上有很多生命表明生物体能在极端勉强生存，甚至茁壮成长。

天体生物学采用生命似乎遵循的规则并将它们应用于宇宙。因为太空是不适宜居住的，它往往意味着了解地球上最原始的生命如何存在的，以及今天最顽强的生物如何在它们的环境中生存。

例如，有时被指为水熊或苔藓小猪的缓步动物是如此该死的坚硬以至于一组科学家在它们上进行了一系列测试来调查是否像它们这样的生物能够搭乘小行星存活再入大气层。

去年，一组研究人员摆出了一种非常忍耐的微生物（Deinococcus radiodurans）可能已经存活刚好在火星下方的辐射大约2.8亿年。当然，这并不是说微生物做到了，但科学家们正在探索可能性的极限是件好事。

好奇号...5年前

好奇号的片状岩石层的观望。

好奇号的片状岩石层的观望。

毅力号甚至不是火星上第一个发现有机物证据的火星车。早在 2018 年，好奇号就在火星盖尔陨石坑中探测了 35 亿年前的有机物。关于发现的两篇论文揭示了好奇号检测到含碳有机物（注意：这并不意味着一个生物残骸分解意义上的有机物只是在分子水平上的有机物），并且火星车周围的甲烷水平因季节而异。

好奇号还定期对盖尔陨石坑中古代水的迹象成像。上面的照片拍摄于 2022 年 6 月，展示可能已经位于古老溪流或池塘底部的片状岩石层。

毅力号正在寻找什么？

杰泽罗陨石坑的西部边缘特征有一个干涸的河流三角洲，由欧空局的火星快车轨道飞行器成像。

杰泽罗陨石坑的西部边缘有一个干涸的河流三角洲，由欧空局的火星快车轨道飞行器成像。

毅力号正在一步超越好奇号的既定的使命目标，并配备有一个更现代的仪器套件。较新的火星车正在火星上寻找古代生命的迹象------一个被好奇号的适合我们所知的生命的古老环境的发现弄得更加大胆的使命。

在地球上，最古老的生命迹象是叠层石或微生物留下的微生物苔。地球的最古老的叠层石已有数十亿年的历史。关于这件事情的普遍科学思想是如果火星上曾经存在过生命，它可能的看起来像产生叠层石的生物一样，它们栖息在浅水道中。

因此：来派遣一个能够调查流入杰泽罗陨石坑的河流三角洲的火星车的动力。

毅力号的武器库

由夏洛克数据库（SHERLOC）映射的一个矿物映射。每种颜色代表岩石上的一种不同矿物。

任何价值27亿美元的火星车都配备了合适的在数亿英里之外破译它在一个世界上看到的每一个小特征的装备。毕竟，一旦它到达那里，就再不能回来。

毅力号拥有一套映射出火星地形的成像仪，但也仔细检查在火星岩石样本中包含的小元素。就像基兹摩多平台在 2021 年报道的那样：

很容易来忘记关于毅力号摆布的令人印象深刻的成像技术库：有化学传感、激光射击的超级摄像机，被称为PIXL的X射线岩石阅读器和主桅杆相机-Z成像仪（您可能还记得在飞行中拍摄所有独创性的照片）。

但这还不是全部。火星车的机械臂末端还有沃森相机，这将允许美国宇航局能够近距离观察岩石样本。沃森是夏洛克数据库（SHERLOC，美国宇航局喜欢一个维多利亚时代的星际文献参考）的一部分，它能仔细检查岩石中的有机化合物和矿物质，表明岩石是如何形成的。

本周，正是夏洛克相机在杰泽罗陨石坑的岩石中发现了有机分子的信号。

毅力号的狩猎生命启动

毅力号和它采样的岩石“罗切特”（注意两个钻孔）。

毅力号在它的呆在火星上三个月时真正开始了对古代火星岩石的调查。耽搁了？存放在火星之旅中在毅力号上的独创号直升机，被给定最初的几个月里来离地起飞。2021 年 4 月，独创号起飞和降落，变成第一个在另一个星球上取得动力受控飞行的。

因此，在 2021 年 5 月，毅力号终于能够来开始它的科学活动，超越这里和那里的奇怪岩石照片。

杰泽罗的古老水道

科学家认为显示出一条古老快速流动的河流的迹象的立松山（Pinestand）。

火星2020使命团队选择杰泽罗陨石坑作为毅力号的着陆点，有一个非常特别（阅读：水）的理由。在它的古老的过去，科学家们认为杰泽罗是一个古老的由许多水道喂养的湖泊。在它的西端，这些水道呈现一个河流三角洲的形式，早已干涸。

五月，毅力号（终于走出陨石坑进入三角洲）发现了流入杰泽罗的河流中至少有一条比以前想的更深、更湍急的证据。高能水甚至可能的将火星景观中更远的巨石带入陨石坑。

对该区域的更多成像将提高科学家来重建古代河流场景的能力。

火星的水流了多久？

火星的加尼陨石坑中的条纹（linae）被认为一直咸水流动形成。

火星的加尼陨石坑中的条纹（linae）被认为一直被咸水流动形成。

上周，一个跨学科团队计算了火星和土星最大卫星泰坦上河流的流速。研究人员调整了最初开发的方程来计算地球上河流的流量。

研究小组发现了盖尔陨石坑（好奇号的领域）的河流可能流淌了至少10万年，在毅力号的杰泽罗陨石坑中它们可能流动了至少100万年。

麻省理工学院的行星科学家该研究的共同作者泰勒佩伦在一封电子邮件中告诉基兹摩多平台， “我们研究的火星河流不仅仅是转瞬即逝的，它们似乎在可能维持了有利于生命的条件期间中很长一段时间内流动，我们在土卫六上研究的河流中的流速可能像地球上的大河流一样大，即便土卫六比地球更小”。

偶尔的岩石伴侣

毅力号的宠物岩石，如 2022 年 2 月所见。

毅力号的宠物岩石，如 2022 年 2 月所见。

一年多来，毅力号在它的的鞋子里------呃胎面有一块石头。这块岩石并没有妨碍对杰泽罗陨石坑的科学探索，也没有妨碍它的西端的河流三角洲的科学探索，火星车最终在 2023 年 4 月将它震松。（评论者指出火星车可能用它车轮上的一些侧壁做了）。

以这种方式，这块岩石是一个火星车已经走了多远的提醒......我是不是在这里太努力了？无论如何，这块石头是毅力号故事中的一个可爱的插曲，我不能把它留在外。

存储的样本缓存

2023 年 1 月在完成样本缓存后，一个看起来自我满意的毅力号火星车

除了成像火星岩石外，毅力号花费了大量的时间和精力收集岩石。这些岩芯最终将幸运成为20世纪30年代初运往地球的样本。毅力号于2023年1月完成了它的样本缓存，自火星车开始收集它的核以来已有近一年的日子。

这种岩石含有有机分子

名为宿营地（Quartier）的岩石样本的特写。

见见宿营地，一块被毅力号的沃森和夏洛克仪器成像的岩石目标。本周，科学家宣布了毅力号在宿营地中发现了有机分子的迹象。

按照喷气推进实验室的发布，如果表观的有机分子被这样证实，它们可能的由地质过程形成（其中有很多的它们！）而不是生物来源。恨戳破你的泡沫，但发现难以置信小、超常古老的化石永远不是易事。

下一步是什么？

参与火星样本返回使命的机器人和运载火箭套件的描画。

毅力号使命的明显结局是让地球上的科学家得到火星车一直在收集的马丁岩石样本。当然，在撰写本文时火星距离超过2亿英里。火星样本返回使命既雄心勃勃又是昂贵的，目前耗资近45亿美元。它将涉及少数的航天器，至少需要十年（至少强调）来完成。.

美国宇航局和欧洲航天局正在积极修改使命计划，因此成本和时间表几乎肯定变化。让我们希望来管理样本返回计划而建立的两个（是的不是一个而是两个）审查委员会做好他们的工作，并确保使命以及时的方式起飞。

将火星岩石样本运回地球将是将另一颗行星的一部分从来带到我们自己的星球上并将使火星物质更多可得到来研究的第一次。你知道，无论何时它实际上发生。

紧缩的预算，消失的希望

艺术家的火星上空的地球返回轨道飞行器（火星样本返回任务的一部分）的概念。

艺术家的火星上空地球返回轨道器（火星样本返回任务的一部分）的概念。

直到航天机构筹集资金认真在火星以外地方登陆为止，对生命的搜索将集中在距离太阳的第四颗行星上。

这并不是说火星不是一个引人注目的天体生物学研究场所。它绝对是！但我们太阳系的更远延伸------即欧罗巴和土卫二的地下海洋 ------同样引人注目，如果不是更如此在它们的地壳下积极流动的水。

不幸的是，火星使命已经处在摇晃的基础上。正如基兹摩多平台在4月份报道的那样，美国宇航局本财年需要额外的2.5亿美元来确保样本返回能够在2028年发射。

此外，上个月美国宇航局副局长宣布了该机构可能不会得到它的2024年的全部预算请求。联邦政府腰间的腰带正勒紧，搜索生命正在为此受苦。