为什么不能依靠机器人在火星上找到生命?

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参议院的一个小组委员会询问支持人类登陆火星的理由,天哪,他们从美国宇航局前首席科学家艾伦·斯托芬那里得到了答

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参议院的一个小组委员会询问支持人类登陆火星的理由,天哪,他们从美国宇航局前首席科学家艾伦·斯托芬那里得到了答案。斯托芬现在是史密森国家航空航天博物馆的馆长认为,如果我们真的想要发现并理解这颗红色星球上任何可能存在的古代生命痕迹,机器人无法独自完成——我们需要地面上的人类。8月1日斯托芬在参议院一个专门研究科学问题的小组委员会上表示:虽然我对火星上的生命确实在进化持乐观态度,但我不乐观地认为它会变得非常复杂,因此我们正在讨论寻找微生物化石。这就是为什么我认为人类需要在这个星球上打开许多岩石才能真正找到过去生命存在的证据。


博科园-科学科普:仅仅找到一个样本是不够的,你需要多个样本来理解多样性。自20世纪70年代海盗号登陆火星以来,美国国家航空和宇宙航行局(NASA)就没有发射过一款专门用来识别火星生命痕迹的机器人。但是距离人类登陆火星最快的任务还有15年的时间,在人类到达火星之前,机器人是否有可能精确定位火星上的远古生命?法国国家科学研究中心的天体生物学家Frances Westall说:无论生命狩猎使者是机械的还是人类的,他们都将受到我们在地球上所学知识的指导——在这里发现古代微生物生命已经相当棘手。

美国国家航空航天局(NASA)的“火星2020”(Mars 2020)探测器旨在识别火星上可能存在的古代生命痕迹。图片:NASA

韦斯特尔正在寻找地球上古代微生物的踪迹,这仍然是一个很有争议的问题,那就是能够进入地球上最复杂的实验室。现在的工作总是依赖于现场人员和远程实验室的结合——不涉及机器人。就像在地球上一样,科学家们在寻找可能生活在数十亿年前的火星生物踪迹时也遇到了一些困难。当然大多数东西都不会变成化石。但麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的地球生物学家,一方面,在火星上寻找古代生命比在地球上寻找生命有优势,因为火星上没有板块构造和火山活动等现象不断破坏其地质记录。因此如果数十亿年前这颗红色星球上有生命存在,它的痕迹很可能还会存在。

机器人与人类

多年来,火星吸引了8个成功的着陆器和漫游者,其中最引人注目的是美国宇航局的“好奇号”漫游者。这一使命是经过精心设计的,目的是寻找生命曾经繁盛的地方,而不是寻找生命的痕迹。它已经做到了这一点,确认了盖尔陨石坑中的泥岩是特别有前途,并且发现了古老的有机分子不一定是由生命创造的。但机器人并不是完美的,而且关于火星的地质学还有很多悬而未决的问题,火星漫游者们参观、拍摄和分析了一些岩石,仍在争论它们是什么。

如果火星岩石隐藏着远古生命的微观化石,机器人能找到它们吗?图片:NASA Goddard Space Flight Center

但是机器人要比人类坚强得多,加州理工学院(California Institute of Technology)的天体生物学家、美国国家航空航天局(NASA)下一个火星探测器的首席研究员肯法利(Ken Farley)说:要开始谈话的地方是着陆安全的地方,而机器人项目已经证明了在困难地形下着陆的能力。机器人可以在科学家希望看到的岩石附近着陆。虽然人类比机器人更容易移动,但尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在登月时仅行走了90码(82米)。

由于火星上的生命可能永远不会比微生物更大,科学家们正在寻找的特征将符合机器人的观点。但在某些方面,人类仍领先于机器人,特别是当涉及到火星生命的更大图景时。地面上的生物学家、地质学家和化学家能做的不仅仅是鉴定火星上过去生命的证据,可以比机器人探测器更有效地研究它的变异、复杂性和与地球生命的关系。机器人在这一领域的知识和直觉以及工作效率方面永远无法与人类地质学家匹敌。是一名地质学家,到野外去,需要用我的眼睛看东西,如果有机会去火星的话,一个人类地质学家可以在一周内完成火星探测器在一年之内完成的任务。

最佳的两个世界?

但是有一种妥协可能比人类登陆火星更有效,秘密在于采样返回任务,在这个任务中,机器人收集岩石供科学家在地面实验室研究。美国国家航空航天局(NASA)和日本国家航空航天局(NASA)目前都在小行星上执行任务。取样返回的方式意味着科学家将有更多的自由来追随他们的好奇心,使他们有能力在某一天回答他们不知道该问的问题。著名的火星陨石Allan Hills 84001号的调查,在调查中,有一种观点认为,该陨石中含有化石生命的证据,而这一证据在被揭穿后,就建立在小磁性矿物的存在之上。

永远无法(在火星上)进行测量,因为你永远不会想到要发射一种能够做到这一点的仪器。当然,将仪器送上火星有各种固有的限制,这对仪器的大小、重量、功率、对辐射的敏感度等都有影响。除非我们能在火星上建立一个非常先进的实验室,否则我们总是需要把这些样品带回家认真研究。这要归结到实验室,而不是一个实验室——实际上是多个实验室,一个致力于以干净的方式分析样本的完整程序。这在地球上更有可能实现,这也是NASA下一个火星任务(2020年火星漫游者号(Mars 2020 rover))计划在当年发射的地方。


它将模仿“好奇号”的骨架,但它是专门为寻找生命痕迹而设计的,而不仅仅是那些曾经适合它的环境。它还将挑选并储存一些有趣的火星岩石,希望未来的任务能将它们找回来,并将大约1磅(0.5千克)的火星岩石带回地面实验室。但现在,美国国家航空航天局并没有在未来的任务上做工作:火星2020是它最后一个红色星球计划,美国国家科学院在8月7日发表的一份报告中谴责了这一计划。火星2020团队正在继续他们自己的工作,希望最终有人能给他们带回他们的纪念品。

当然,人类在旅行中很善于捡起小饰品,如果工程师们已经开发出了将人类从火星带回地球的能力,他们当然可以管理几磅的岩石。因此,载人任务可能会带来与机器人采样返回任务相同的好处。但也许是机器人赢得了这个,我们所掌握的所有线索都表明,火星曾经是宜居的,并且仍然可以隐藏生命的痕迹,这些线索来自于机器人,而不是地面上的人类。人类探索的价值在于探索,你不能否认这一点的吸引力,但这与能否在火星上找到生命是两码事。


博科园-科学科普|文:Meghan Bartels/Space

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