千万里我追寻着你人类探索火星奥秘六千年回顾 [复制链接]

第10版(科技)
专栏：热点寻踪

　　千万里我追寻着你
人类探索火星奥秘六千年回顾
杨健
今年，一部以火星人入侵地球为背景的科幻电影《独立日》赶在“旅居者号”探测器在火星登陆前在世界各地公映，“火星热”随之红透了半边天。
世界上的事情永远都是外行看热闹，内行看门道。国家空间科学与应用总体部副主任潘厚任研究员指出，其实，真正掀起“火星热”的，是“阿伦·希尔斯８４００１号”火星陨石含有微生物化石的报道。而它在陨石被发现１２年后的去年８月才公布于世，这本身就带有很强的广告性质。在地球上的很多事情都急需用钱的时候，要让纳税人心甘情愿地掏钱支持火星探测，这可能要算是最有效的办法。适应了商品经济的科学家的精明程度看来并不亚于好莱坞的制片人。
科学家的心机没有白费。７月４日，“火星探路者号”发射的６轮火星车准时在火星着陆，火星探测揭开了崭新的一页。
众里寻她千百度
行踪、颜色和亮度变幻莫测的火星，一直是人类注目的焦点。早在公元前４０００多年，两河流域的苏美尔人就开始注意到了它的行踪，并用战神“奈格尔”来为这颗红色的行星命名。我国古人早就观察到火星的时亮时暗、隐现不定，把它叫作“荧惑”。这在两千年前的《吕氏春秋》和《淮南子》中就有明确记载。
一般人可能并不了解的是，火星在“日心说”的发展史上曾占有过举足轻重的地位。１５４３年，哥白尼的《天体运行论》出版。他提出的“日心说”较好地解释了许多“地心理论”难以自圆其说的现象，如火星“逆行”和亮度的显著变化。可是由于哥白尼为行星“设计”的轨道是正圆，他仍然无法完美地解释行星运动的复杂性，致使许多不抱宗教偏见的科学家也觉得难以接受。
丹麦天文学家第谷决心以人类有史以来最精确的观察，来廓清当时的混乱局面。他把火星当作观测的重点。因为金星和水星离太阳太近，只有早晚才能看到，而在火、木、土三颗行星中，火星运动速度最快，为观测到既定的位置变化量，只需等较少的时间，因而比其他行星更为合适。
２１年艰苦的观测之后，第谷于１６０１年去世。他把所有的资料都留给了他一年前刚收下的学生开普勒。经过８年的整理，１６０９年开普勒出版了《新天文学》。在这本书里，开普勒指出，火星的轨道是以太阳为焦点的椭圆，这就是著名的“开普勒第一定律”。它和开普勒第二、第三定律一起，适用于太阳系里的所有行星。“日心说”无可辩驳地取得了胜利，至于火星在这一进程中发挥的作用，我们通过《新天文学》一书的全称便可一览无余：《以对火星运动的评论表达的新天文学或天体物理学》。
望远镜带来的新时代
就在《新天文学》出版的同年，另一位科学巨人第一次把望远镜对准了灿烂的星空。从此，一个新的时代开始了。开创这个新时代的人便是伽利略。
在伽利略的带动下，世界各地的天文学家纷纷将刚发明不久的望远镜瞄准天空，希望在那里发现新的奇迹。
１６７１年到１６７３年，法国的里歇和意大利的卡西尼合作，在巴黎和赤道附近的卡雅测量出两地间火星的视差，因而测出了日地距离和火星与太阳的距离。之后，人们又分别测定了火星的直径、体积、质量、密度和自转轴的倾角等一系列数据。
随着对火星的了解越来越多，人们对它的兴趣也与日俱增。它与地球的昼夜长度相当，因而温度起伏不会像月亮那样大；它的自转轴倾角与地球仅差３２分，因而有分明的四季和寒带、温带、热带划分；德国天文学家威廉·赫歇耳１７８４年对火星极冠（两极的白色冰壳）和大气的发现，更是使人们备感振奋：茫茫宇宙间，到哪里再去寻找这样与地球相似的星球呢？
１８３０年到１８３２年，德国的比尔第一个绘出了整个火星的表面图，并为火星划分了经纬度。当时，所有的天文学家都认为火星上的暗区是水域，亮区是陆地。
这一推理过程是非常合乎情理的：火星的引力既然能保住它的大气，当然也就能保住表层的水。一个既有空气又有水，既有陆地又有水域的世界，有什么理由不是生命的栖息地呢？
根据法国学者拉普拉斯１７９９年提出的太阳系起源学说，得出的结论更加具有诱惑力。他认为，太阳系中越是外围的行星年龄越大。那么火星上的智慧生命应该在千百万年前就达到和超过了人类目前的水平，火星上可能有比人类更先进的文明。
“地心说”退出历史舞台之后，人们了解了自己在宇宙中所处的位置，也第一次感到了在浩渺星空中的孤独。如果能在火星上找到自己的邻居，那该是一件多好的事啊！
探寻生命之光
１８６３年，意大利人赛奇绘制的彩色火星图中，亮区黄中带粉，暗区灰中泛绿，更有些地方的暗区变成了很窄的直线或曲线，他称之为“水道（Ｃａｎａｌｉ）”。
１８７７年８月火星“大冲”（离地球达到最近点），整个欧美的天文学家们纷纷用最好的望远镜来观测火星。在这次观测中，赛奇的同胞斯基帕雷利出尽了风头。他宣布：自己在火星上发现了４０条又长又直的“水道”！
人们虽然谁也没有亲眼看到斯基帕雷利说的这种“水道”，但对它寄予了极高的热情，以致最后以讹传讹，将它翻译成英语中的“运河（Ｃａｎａｌ）”。谁都知道，没有人是无法挖掘运河的。看来当时的人们已经确信，在火星上找到高等生命的日子就在眼前了。
美国富有的业余天文学家洛韦尔把人们的这一希望推向了极致。他于１８９４年自费建起一座天文台，用当时最先进的望远镜对火星整整研究了１５年，描绘了５００多条运河，并画出了运河交汇处的“绿洲”。同时他还研究了亮区和暗区随季节的变化——在他看来，这意味着农作物的盛衰枯荣。
然而绝大多数天文学家对此不敢苟同。为了证明这一点，美国的海尔历尽千辛万苦，制造出了直径５０８厘米的超大规模望远镜。令人失望的是，地球和火星的两层大气严重扰乱了望远镜的观测，一直到２０世纪５０年代，火星运河之争始终是一个悬而未决的话题。
飞向红色星球
１９５７年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，使人们看到了摆脱地球引力和大气束缚登陆火星的希望。
１９６５年７月１４日，美国人发射的“水手４号”从离火星不到１万公里的地方掠过，第一次对它进行了近距离考察，并拍摄了２１张照片。“水手４号”的考察结果表明，火星的大气密度不足地球的１％。火星生命——如果存在的话——生存环境看来要比地球上的艰难许多。
１９６９年２、３月间，“水手６号”和“水手７号”向火星进发，从距火星３２００公里处传回了２００张照片。照片的清晰度大大增加，但运河仍然不见踪影。为了彻底弄清火星的全貌，１９７１年１１月１３日，“水手９号”驶入了环火星轨道，成为第一颗环绕另一颗行星的人造天体。
然而就在“水手９号”驶向火星的过程中，火星上发生了大规模的尘暴，这场持续了几个月的尘暴扼杀了随后赶到的两颗前苏联火星探测器“火星２号”和“火星３号”。它们在１９７１年１１月２７日和１２月２日投下的装置在工作了２０秒之后就音信全无，仅仅传回了半张灰蒙蒙的照片。
“水手９号”躲过了火星尘暴的灾难。１９７１年１２月，它传回来的第一张火星照片就给持“运河说”的人以致命的一击：火星上根本不存在什么运河，人们看到的——如果他们真的看到了的话——只是火星风形成的沙粒带状条纹，就如同我们在沙漠里看到的一样。
令那些支持“火星生命说”的人松了一口气的是，“水手９号”在火星上发现了许多干涸的河床，其中有的长达１５００公里，宽２００公里，这证明在火星上可能曾经存在过液态的水。只要有液态水，火星上的生命就有希望。
１９７６年７月和９月，“海盗１号”和“海盗２号”的探测器先后在火星着陆。在那里，它们确定了火星的大气成分，分析了火星土壤的样品，发布了火星上第一份气象报告，并探测到了火星的“地震”。“海盗号”着重研究了火星上的生命痕迹，得出的结论却并不清晰。最后美国国家科学院用标准的科学语言总结了这些实验：它减小了火星上存在生命的可能性。
让我们再试一次
从“海盗号”登上火星之后，人类的火星探测已经不是去寻找“火星人”之类的高等生物了。“旅居者号”的４个主要目的是：了解地形特征，选好人类登临的着陆点，观测火星上的各种变迁，仔细探寻生命的痕迹。
“旅居者号”登陆的场面非常热闹，而且从那样高的地方投下去，探测器受到的冲击力仅为５０克，的确令人叹服。但潘厚任提醒大家更多地关注火星车。这个６０×４５×３０厘米的小家伙里包括１台计算机、７０个传感器、５个激光测距仪和由３套摄像机组成的立体视镜系统，带有自动导航和前后轮独立转向系统，同时还有发动机、Ｘ射线仪和其他分析仪器，其精巧程度可见一斑。它要迈上一定的坡度，跨过岩石和深沟，还要屏蔽火星土壤的强磁性干扰。在背向地球时，它必须有能力独立使用Ｘ光分析仪和测距仪。这一切的难度都非常高。而为达到这些要求所做的工作，都是在航天器预算削减了近１／４的情况下完成的。
从目前的情况看，火星表面几乎不存在结晶矿物质。但我们并不能由此得出结论说火星的整个情形都是如此。也可能覆盖在火星表面的只是流星残骸和火山灰，只有钻到地层深处，才能找到最终的答案。阿波罗计划是靠人将３８２公斤月球岩石带回地球的，而科学家们把从火星取样的任务交给了机器人。这也就意味着将来的火星车技术要求会更高。
１２０年前火星大冲时，美国海军天文台的霍尔幸运地获得了用当时世界上最大的折射望远镜搜寻火星卫星的机会。然而十来天的仔细观察之后，霍尔感到希望落空了，决定放弃搜索。他的夫人得知此事后，劝他说：机会难得，“再试一个晚上吧！”正是这“再一个晚上”的努力，使霍尔成为了第一个发现火星卫星的人。
火星探测充满了艰险，但科学家们始终没有放弃过希望。愿他们在“再一次”的探索中也有霍尔那样的好运气。（附图片）
人类拍摄的第一张火星照片。