在太陽系的八大行星中，火星是和地球環(huán)境最相似的行星，可以說是太陽系里地球的“表親”，關(guān)于火星的幻想催生了不少文學(xué)和影視作品，即便如此，我們對這顆星球的認(rèn)識還是少得可憐。從2011年好奇號探測車升空，到首批實地拍攝的火星影像，再到顯示火星曾有水體存在的最新線索……NASA的好奇號火星車則為我們揭開了這顆神秘星球的一角。
昂貴而神秘的火星探索計劃
就在火箭成功發(fā)射，好奇號往火星出發(fā)之后，我接到潘·康拉德（Pan Conrad）的電話，非常興奮地通知我這件事。她是火星樣品分析儀（SAM）的副首席科學(xué)家，也是我的朋友。她在幾年前就已經(jīng)告訴我，她像準(zhǔn)備參加奧運會那樣準(zhǔn)備這個任務(wù)，進行專業(yè)與體能上的訓(xùn)練。
我和好奇號的工程師、科學(xué)家、主管談話時，常會想起潘的熱情與投入。他們都相信自己有幸參與的好奇號任務(wù)十分重要，也認(rèn)為這可能是一生僅有一次的機會。他們自覺對任務(wù)的成功有責(zé)任，很多人也因此把一切都奉獻給好奇號。
當(dāng)然，團隊內(nèi)也時常發(fā)生沖突，會有人放馬后炮，也會出現(xiàn)令人氣餒的狀況?？罩衅鹬貦C的策略是不是考慮得太多了？好奇號是不是應(yīng)該直接開往夏普山，而不是繞道黃刀灣？SAM到底能不能找到有機物的決定性證據(jù)？為什么火星車沒能行駛得像計劃中那么快？
如雪片般出現(xiàn)的大量科學(xué)論文證明了好奇號項目的規(guī)模與重要性。到2013年底，《科學(xué)》已經(jīng)發(fā)表了16篇關(guān)于好奇號的論文。
我們這位“表親”（還是“母親”？）的故事一般就是這樣來的，看起來就像一個個晦澀又撲朔迷離的片段。但情節(jié)主線卻十分清楚又引人入勝：火星的過去與現(xiàn)在非常不同，而且和地球很像。
這個任務(wù)不只凸顯出火星的吸引人之處，它還清楚地說明了我們對這個星球的探索和分析才剛剛開始。我們無法解答的問題，遠超過我們可以回答的問題。而即使是有這么有能耐的好奇號，也完全無法處理眾多我們最想知道、最重要的謎團，甚至都無從下手。如果我們真的要挖掘、揭示、了解火星的過去，就必須執(zhí)行更多的火星任務(wù)。
然而火星任務(wù)十分昂貴。讓好奇號抵達蓋爾撞擊坑，執(zhí)行任務(wù)將近兩年，花費約26億美元。
接下來的幾個任務(wù)花費會少得多，但如果要把火星巖石帶回地球，或者最后把航天員送上火星，所需要的花費，比好奇號任務(wù)的成本高出許多。馬斯克與其他太空創(chuàng)業(yè)家有信心讓火星之旅的成本降低，或許只需要50萬美元就可以讓一個人往返火星，但這個目標(biāo)屬于遙遠的未來。
不可避免的問題是，耗費上千億美元進行長期的火星與載人航顯然很多人不像NASA和狂熱分子一樣對太空旅行和探索感到興奮，也不會愿意支付這樣的費用。畢竟地球本身就有許多重要問題要處理。
而且前往火星天然就有風(fēng)險，比目前為止所有太空活動的風(fēng)險都要高。這還沒算入把人類送往火星的部分?；鹦钦娴闹档没ㄟ@么大的努力嗎？
因為我投入好奇號任務(wù)的時間很長，所以我的答案是肯定的。在JPL感受特別明顯：大家正在做一件不凡的事，面對沒完沒了的挑戰(zhàn)，以及要把那么多事情做好的負(fù)擔(dān)，大家都甘之如飴，因為可能取得的成果真的太大了。
對于揭開火星謎底、把人類送上火星這件事，社會大眾最終如何看待它的價值，是很重要的。事實上，如果無法讓公眾把這件事當(dāng)成優(yōu)先考慮事項，它是不會成功的。
好奇號在這個形成共識的過程中扮演了重要角色。它已經(jīng)提升了技術(shù)與科學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)，向大眾介紹了這個適合生命存在的新火星（雖然那是很古老的事），并讓我們得以通過實際操作，了解未來若要發(fā)動更大規(guī)模，甚至載人的火星任務(wù)，可能會面臨什么狀況。
它已經(jīng)獲得許多重大發(fā)現(xiàn)，同時展現(xiàn)出人類有能力在非常遙遠而且十分嚴(yán)酷的環(huán)境中操作極端復(fù)雜的機器人。
對我來說，好奇號大大提升了火星的吸引力。我們從一開始就和這個星球有所關(guān)聯(lián)，兩者都是從環(huán)繞著原始太陽的碎屑盤中誕生的。我們之間的距離在未來不見得會再次拉近，但很有這個可能，也很讓人向往。它是一項挑戰(zhàn)，一件獎品，一枚與眾不同的時光膠囊—火星正以這樣的姿態(tài)在召喚我們。
影像的幕后功臣
許多研究團隊和工程團隊，對于火星攝影的革命性發(fā)展，功勞都不小。軌道攝像機已經(jīng)可以拍出10億像素的影像，從超過80千米外拍攝的照片，分辨率也可達每平方英尺1像素。
不過，在火星攝影這個領(lǐng)域，有一位大家公認(rèn)的大師：麥克·馬林。他工作起來不眠不休，專注力驚人，十分有遠見，是大家公認(rèn)的天才，只是有時有些孤僻、脾氣暴躁。他工作的地方，是一棟低矮的辦公大樓，位于圣迭戈郊區(qū)一座不起眼的工業(yè)園區(qū)。大樓上甚至看不到他們公司的名字，知道地方的人才找得到。
這棟大樓就是馬林太空科學(xué)系統(tǒng)公司的總部。公司是馬林于1987年以他獲得的麥克阿瑟“天才”獎獎金創(chuàng)立的?；鹦菙z影器材要執(zhí)行許多重大勘探任務(wù)，仰賴的不是更大規(guī)模的企業(yè)，而是馬林和他的公司（規(guī)模為30人）的研發(fā)成果，這樣的成就實在不可思議。自1976年的海盜號任務(wù)起，馬林參與了幾乎每項NASA火星任務(wù)的拍攝工作，也為火星以外的其他任務(wù)攝影。
馬林和同事埃杰特的技術(shù)過硬，科學(xué)成就卓越，在好奇號團隊十分出名，但一般大眾所知甚少?；鹦茄芯咳σ酝?，更鮮少有人知道，馬林研發(fā)的攝影設(shè)備功能日漸強大、多樣，此外，他和埃杰特（兩位都是地質(zhì)學(xué)家出身）還在《科學(xué)》期刊中發(fā)表過無數(shù)篇獨具創(chuàng)見的論文，描述火星上的沉積巖層。近期的論文也提到火星上有些水蝕溝槽，可能至今還有水流通過。他們還提供了早期很具發(fā)展性的巖層數(shù)據(jù)，促成NASA 最終選擇以蓋爾撞擊坑作為著陸區(qū)。
不過，針對馬林和埃杰特提供并操控的四架好奇號相機，他們的期待是提供視覺效果無異于一般照片的火星影像。很多人以為，這表示他們的火星影像“上了色”，但馬林說，這個過程其實精細(xì)復(fù)雜得多。
“決定正確的顏色很不容易，”他解釋道，“色彩是非常復(fù)雜的學(xué)問?！?/p>
“我們想知道，如果人就在那里，火星會長什么樣子？要回答這個問題，必須知道人類的眼睛和大腦演化到現(xiàn)在，我們怎么解讀和理解色彩，也要考慮我們談?wù)摰纳剩茄劬吹降倪€是相機捕捉到的。”
馬林團隊的工作，包括提供焦糖色的火星原始影像，以及經(jīng)各種處理后，效果如地球上照片的影像。最后的成果，就是一系列獨特、觀賞導(dǎo)向的火星照片，用馬林的話說，還帶點藝術(shù)氣息。他形容，這些影像讓我們“在人類眼睛進化適應(yīng)的光環(huán)境下”看待火星。
重新認(rèn)識火星紅
首批鉆探樣品的彩色影像，毫無意外引起了轟動。紅色行星其實根本不紅，只是裹著殷紅的表面和大氣層而已。在地質(zhì)學(xué)上，紅色代表鐵質(zhì)、鐵銹、酸性物質(zhì)及不利于生存的環(huán)境。藍灰色代表的環(huán)境則友善多了。
樣品送入SAM 和CheMin，經(jīng)過反復(fù)分析，結(jié)果終于在數(shù)周后出爐。分析結(jié)果完全沒讓好奇號科學(xué)團隊失望。
最主要的發(fā)現(xiàn)，是一種稱為“綠土”的黏土礦物。這種礦物在樣品中的濃度高達20%。黏土是結(jié)構(gòu)呈六角片狀的層狀硅酸鹽礦物，跟云母很類似，主要由硅和氧組成，但也?；煊衅渌煞?，形成不同的礦物種類。不論類型為何，從黏土轉(zhuǎn)變到巖石礦物的過程，都必然需要大量水分。
地球黏土的酸堿度通常是中性的，因此常能在其中找到各種化石。測試結(jié)果顯示，約翰·克萊恩的黏土也在中性環(huán)境形成。雖然地球上強酸或強堿的環(huán)境也有微生物（極端微生物）居住，但研究早期生命的科學(xué)家一般仍認(rèn)為，地球上最早的微生物，應(yīng)該誕生于類似黃刀灣的中性環(huán)境。黏土和酸性礦物不同，能保存好奇號團隊辛苦尋找的碳基化合物。
此外，樣品中也發(fā)現(xiàn)橄欖石。這種物質(zhì)只存在火星地幔、火山，以及巖漿覆蓋的表面。
火星表面上的橄欖石是一種常見的黏土前驅(qū)物，會分解形成黏土。樣品同時混有橄欖石和黏土，說明黏土很可能就是在采樣位置形成，且曾被水覆蓋。
橄欖石的發(fā)現(xiàn)還有其他意義。這種礦物分解成黏土?xí)r，會釋放出可為原始微生物供應(yīng)能量的氫原子。鉆探樣品里的其他化合物也處于類似的分解階段，會釋放出微生物賴以維生的電子。這些“噬巖”微生物又稱無機營養(yǎng)生物，專吃來自無機化合物的電子。
我們可能很難想象綠色的火星，早期地球很可能也是這個顏色。過去數(shù)十億年里，甚至是現(xiàn)在，地球上大部分生命都是微生物。地球生物花了30多億年，才從無機營養(yǎng)生物，演化到較復(fù)雜的多細(xì)胞藻類和菌類，最后才出現(xiàn)橡樹、貓和人類。
火星誕生時的環(huán)境也許和地球很相似，但后來卻經(jīng)歷劇變，就孕育原始生命的標(biāo)準(zhǔn)而言，可以說是每況愈下?？茖W(xué)界一致相信，火星在變成不毛之地前，并沒有足夠的時間演化出復(fù)雜生命體。
在約翰·克萊恩的另一項重要發(fā)現(xiàn)，是非酸性的硫酸鹽礦物。這種物質(zhì)同樣常在水中形成。黏土和硫酸鹽礦物同時出現(xiàn)，十分令人意外。有的理論認(rèn)為，火星上的黏土形成于較早的諾亞紀(jì)，酸性硫酸鹽則到后來的西方紀(jì)才較為普遍。雖然黏土和硫酸鹽可能是在其他地方形成，沖積至黃刀灣，但同時發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)，還是令不少人大吃一驚。
