美国宇航局海盗号任务从轨道上看到的火星
21世纪10年代，火星探测取得了巨大进展，但新的十年可能带来更令人兴奋的消息——可能发现红色行星上的生命。
在过去的十年里，科学家们对火星的历史和进化有了很多了解。 美国国家航空航天局的好奇号探测器任务领导了这次行动，确定在远古时代，地球上至少有部分地区能够长时间维持类地生命。
好奇号项目的科学家 Ashwin Vasavada，来自加利福尼亚州帕萨迪纳市 NASA 的喷气推进喷气推进实验室，上个月在旧金山举行的美国美国地球物理联盟学会年度秋季会议的媒体圆桌会议上说: “就弄清楚火星是一个可居住行星而言，这是一个非常成功和非常具有启发性的任务。”。 “现在我们可以进入项目的下一个阶段，看看生活是否已经站稳了脚跟。”
下一步将于今年7月开始，NASA 的2020年火星探测器和欧洲-俄罗斯联合罗莎琳·富兰克林探测器将进行发射，这两个探测器都将寻找古代红色星球生物的迹象。
好奇号火星探测器
但在21世纪20年代，寻找外星生命可能不是唯一真正开辟的火星探索前线。 如果 SpaceX 公司的星际飞船火星殖民飞船的开发进展顺利，人类也有可能在未来10年登上这颗红色星球。
一个新的阶段
美国国家航空航天局以前也曾探索过火星上的生命。 该机构的海盗1号和海盗2号着陆器，在1976年成为第一个降落在这颗红色星球的航天器，每个都进行了四次生物实验。 但是维京人得到了模棱两可的结果，迫使他们重新考虑战略。
美国宇航局的科学家和官员们开始认真对待这个事实，并意识到我们所知道的火星上是否存在生命的必要条件甚至还不清楚，他不知道。 因此，该机构开始了一项战略性的探索计划，该计划旨在通过一系列的轨道器、着陆器和漫游者任务详细描述这颗红色星球的特征。
这部作品在2010年达到了高潮。 好奇号和较小的火星车“精神”号和“机遇”号在过去的十年里进行了大量的交易，洞察着陆器和它的两个立方体飞行器以及火星奥德赛轨道器、火星勘测轨道飞行器空间探测器(MRO)和 MAVEN 空间望远镜(MAVEN)也是如此。 (勇气号几乎没有进入这个名单; 高尔夫球车大小的探测器最后一次与地球通信是在2010年3月。)
在21世纪10年代，美国宇航局并没有垄断火星探索。 2013年，印度发射了第一艘红色行星飞船---- 火星轨道探测器。 在过去的十年里，欧洲长期使用的火星快车号和轨道气体轨道飞行器(TGO)也在空中注视着这颗行星。2016年3月，这两颗卫星的发射将欧洲-俄罗斯的 ExoMars 项目带入了太空。 (罗莎琳·富兰克林及其相应的着陆平台，Kazachok，代表两部分 ExoMars 的第二阶段。)
顺便说一句，过去式并不适用于上面提到的许多飞行器: 好奇号、 InSight、火星奥德赛、 MRO、 MAVEN、 MOM、火星快车和 TGO 都在今天仍然活跃。
这些机器人及其前辈所做的工作为火星2020和罗莎琳·富兰克林机器人铺平了道路。 例如，精神号、机遇号、好奇号和轨道飞行器发现了许多火星表面过去水活动的证据。 好奇号挖得更深，在火星96英里(154公里)宽的盖尔陨石坑内发现了一个古老的湖泊和溪流系统。 Maven 提供了宝贵的时间背景，发现大约37亿年前，这颗红色行星可能已经失去了大部分大气层——大气层曾使火星保持足够的温度，以支持液态表面水进入太空。
在上个月的 AGU 会议上，来自学术带头人大气和空间物理实验室的 MAVEN 学术带头人 Bruce Jakosky 告诉空间网: “我认为有充分的证据表明，火星在过去满足了生命存在或生命起源的所有要求，这取决于你认为某些事情可能发生的方式。”
这就把我们带到了火星2020和罗莎琳·富兰克林。 火星探测器计划于2021年3月着陆，可能会在 Oxia Planum 着陆，这个红色星球北半球的平原上有许多古代水活动的证据。
这个由太阳能驱动的火星罗莎琳·富兰克林将使用它的照相机和科学仪器来寻找远古火星生命的形态和化学特征。 探测器将能够深入挖掘这些线索; 它装备了一个钻头，可以钻入火星表面以下6.5英尺(2米)。
“火星2020”将在28英里(45公里)宽的 Jezero 陨石坑内进行类似的天体生物学研究，它不久将通过学生命名竞赛获得一个更令人难忘的名字。 (探测器将收集各种其他数据，并测试新的探测技术，包括一架小型火星直升机。)
科学家们认为，在远古时代，Jezero 曾是一个湖泊和一个河流三角洲的所在地，所以对于 NASA 的探测器来说，这里是一个很好的狩猎场。 任务小组成员说，不仅古代环境可能适合人类居住，而且地球上的河流三角洲也善于保存生物信号。
上个月，火星2020项目副科学家、喷气推进实验室的凯蒂 · 斯塔克 · 摩根在 AGU 媒体圆桌会议上说: “我们非常希望，通过我们的有效载荷，我们可以强有力地证明火星表面存在生物特征。”。
火星2020将不能钻探到罗莎琳·富兰克林那么深的地方。 但是，美国宇航局的漫游者将做一些自己的专业枯燥的工作，收集并缓存几十个样本，以便最终返回地球，在那里，它们可以由世界各地装备精良的实验室里的科学家小组进行详细审查。
这是2020年探测器任务的一个关键方面。 亚利桑那州立大学的 Jim Bell 是火星2020年 Mastcam-Z 仪器的学术带头人，他说，毕竟，确认火星上是否存在远古生物的特征，如果确实存在的话，可能是一件棘手的事情。
贝尔在 AGU 圆桌会议上说: “我们可以声称存在生物标记，但不清楚是否有人会相信我们。”。 “那么，让我们把样品带回来吧。”
在这里获得火星物质将是美国宇航局和欧洲航天局(ESA)的共同努力。 欧洲最近确认了对复杂的样本回收工作的财政承诺，但美国宇航局仍在等待其官方预算的批准。
如果这一绿灯确实到来，21世纪20年代可能会得到另一个航天电力的重大震动。 目前尚未得到证实的计划设想在2026年发射一个名为样本回收着陆器(SRL)的 NASA 任务。 Srl 将包括一个固定着陆器，欧洲空间局提供的取样漫游者和一个叫做火星登升飞行器的火箭，它将把火星2020采集的物质送入太空。 这些珍贵的样本将在2031年到达地球。
红色地面上的靴子？
本世纪20年代，火星上还会有更多的活动——事实上，如果一切按计划进行，今年就会有很多。
中国的目标是在今年夏天发射一个轨道器-漫游者任务到红色星球，在同样的7月-8月窗口，火星2020和罗莎琳·富兰克林正在瞄准。 (这样的窗口每26个月才出现一次，那时地球和火星正好排成一条直线，用于星际任务。)
这将是中国第一个登陆火星的探测器，但不是第一次尝试。 2011年11月，俄罗斯“福布斯-格朗特”号宇宙飞船发射了一颗名为“萤火 -1”的人造卫星，该卫星从未离开过地球轨道。
美国阿拉伯联合酋长国也计划很快取得第一个红色星球的成功: 美国计划在今年夏天发射一颗名为希望火星任务的轨道飞行器。 日本是迄今为止唯一一个火星任务——望人造卫星(Nozomi orbiter，1998年失败)——正在努力于2022年向这颗红色星球发射着陆器，并于2024年向火星卫星火卫一(Phobos)发送样本返回任务。 印度的 MOM 2，可能包括一个着陆器和 / 或探测器以及一个轨道器，可以在同样的大致时间范围内发射。
此外还有载人航天的领域。 在国际合作伙伴和私营部门的大力帮助下，美国宇航局正致力于在21世纪30年代的某个时候将火星探测器送上火星。 但是太空探索技术公司有一个更加雄心勃勃的时间表。
埃隆 · 马斯克的公司正在开发一个巨大的、可重复使用的火箭和宇宙飞船组合，被称为“星际飞船” ，以使在这个红色星球上开拓殖民地在经济上可行。 马斯克说，如果一切顺利，“星际飞船”可能会在未来50到100年内帮助在火星上建立一个百万人口的城市。
而且星际飞船的第一次星际探索应该会比这更快到来。 公司总裁兼首席运营官 Gwynne Shotwell 最近表示，SpaceX 计划最早在2022年发射一艘无人驾驶的星际飞船到月球表面。 这次飞行可能是美国宇航局的合同任务; 宇航局最近宣布 SpaceX 公司有资格使用星际飞船向月球表面运送美国宇航局的有效载荷。
载人里程碑可能会在相对较短的时间内出现。 例如，日本亿万富翁前泽玉作(Yusaku Maezawa)已经在“星际飞船”上预定了一次绕月任务，目标发射日期为2023年。
这样的时间表可能会被证明过于雄心勃勃。 毕竟，迄今为止，“星际飞船”的唯一一个升空版本是一个短粗的单引擎原型机，名为“星际漏斗”(Starhopper)。在去年11月的首次压力测试中，该飞船的第一个全尺寸变体发生了爆炸。 但是太空探索技术公司在实现令人印象深刻的太空飞行壮举方面有着良好的记录，它的数十次火箭着陆以及许多前往国际空间站的货运任务都证明了这一点。
所以请继续关注。 不管有没有载人火星任务，接下来的10年应该是一个狂野的火星之旅！
,
