再探火星

地球派出兩名「偵探」，視察我們在太陽系裡的一個鄰居——火星。視察的結果也許能幫助我們解開一些根本的疑團，例如這個紅色星球的地質歷史如何，還有它現在的狀況如何。

從古以來，火星一直都燃點著人類的想像力之火。我們的祖先仰望夜空，看見這顆明亮帶紅的星體移動，速度遠勝其他星體，不禁覺得這星必有不凡之處。古巴比倫人、古希臘人和古羅馬人給這顆星取了戰神和死神的名字，但是他們不知道，其實這顆星體所以泛紅，不過是表示星球表面布滿氧化鐵的塵埃而已。

近年來，天文學家利用更強的望遠鏡觀察太陽系的星球，很快就注意到我們這個泛紅的鄰居，原來有季節更迭、冰封地極，還有其他近似地球的特色。到了20世紀，蘇聯、美國各自派出航天器，有的環繞火星軌道運行，有的著陸火星，對火星作出初步的勘察。然後在1997年7月，電視播出「火星探索者號」執行任務的畫面，吸引數億觀眾觀看。a

現在「火星環球探測者號」正在火星上收集資料。過去的探索任務為我們提供了豐富的資訊，但許多關於火星的根本疑團，依然懸而未決。

水在哪裡？

這些疑團都有一個共同元素，就是水。科學家推斷，遠古時候的火星跟我們今天所見的火星截然不同。他們說這顆行星一度氣候溫和、空氣潮濕，地上還有河川奔流。可是不知如何，水沒有了，就只剩下一個乾旱、多塵和光禿當風的星球，相比之下地球上的沙漠還比火星來得「更蒼翠」。水都往哪兒去了？在火星的哪兒能找得到水呢？找得到的水又是以什麼形態存在的呢？水的存在如何影響火星的天氣和氣候呢？

「這是個偵探故事，」美國國家航空航天局噴氣推進實驗室火星探索辦公室（位於加利福尼亞州帕薩迪納）前主任諾曼·海恩斯說，「而破案的關鍵就在於找出水源變化的經過。」科學家希望很快就能找出眉目。幾乎每兩年一度，地球與火星會運行至有利的相對位置，研究人員打算把握良機，發射機械探測器升空，逐步解開火星的謎團。

最新一對「偵探」分別是一個兩極軌道氣象觀察器，還有一個實地化學分析機械人，後者有助科學家了解火星的地底狀況。一個「偵探」叫「火星氣候軌道飛行者號」，另一個叫「火星地極著陸者號」。

高空觀察

「火星氣候軌道飛行者號」在1998年12月11日由美國佛羅里達州卡納維拉爾角甘迺迪航天中心發射升空，開始了為期九個月的火星探險計劃。它會在離地400公里的軌道上運行，觀察火星的大氣和地面特徵，以及兩極的覆蓋岩。觀察任務會延續整整一火星年，也就是687地球日。

「氣候軌道飛行者號」的任務包括觀察火星大氣塵埃，也包括水氣的模樣和活動。「軌道飛行者號」的另一用途是監測火星表面的季節變化，傳送回地球的詳細影像也許能向科學家提出一點線索，有助了解火星早期的氣候歷史。此外，關於可能存在的水源，這些數據也許能讓研究員掌握更多資料。

「氣候軌道飛行者號」也會成為拍檔「火星地極著陸者號」的補給站。後者在1999年1月3日升空，預計今年12月初會到達火星。但是，應該在哪裡著陸，才有最佳成果呢？

哪裡著陸？

記住，水是火星探索旅程的最重要問題。火星有什麼地方最適宜研究水的問題呢？研究地球的天氣、氣候和水循環這些課題時，科學家可以比較數以千計的個別研究結果，這些研究在許多不同地方，用大量不同儀器進行。可是，要探索其他行星，就必須小心選擇方法，因為能在火星表面上研究火星，機會實在難能可貴，科學家必須非常小心地選擇使用什麼儀器，還有在什麼地方使用這些儀器。

火星的兩極地區雖然跟「火星探索者號」兩年前著陸、滿是石塊的泛濫平原大為不同，卻是研究火星氣候的最佳地點。兩極地區的季節變化差別最大，有科學家認為，季節性塵埃風暴將一層薄薄的塵埃鋪在兩極地區的地面上，冬季來臨的時候，塵埃凝結在二氧化碳和冰層以下。隨時間過去，塵埃一層一層地堆疊起來。亞利桑那大學的拉爾夫·洛倫茨說：「這些塵埃層將火星的氣候歷史保存了下來。」專家相信，通過探索這個新領域，火星研究將會踏出重要的一步。這一步有多重要呢？「著陸者號」著陸後會做什麼呢？

地底勘察

「著陸者號」的外形像蜘蛛，站立時高1米，有三條腿，一條2米長的機械臂，臂的一端裝了小鏟。「著陸者號」的任務早在著陸火星之前已經開始了。在到達火星大氣層前一刻，「著陸者號」釋放出一對各有籃球一般大的太空艙。

太空艙自由下墜，撞擊火星地面時時速達700公里。太空艙的設計使它們一經碰撞就會立即碎裂，彈出體積更小的探測器，深入泥土中1米之處。探測器一進入泥土，就會放出小型鑽機，開始測試火星泥土的化學成分。第一個目標是在地底找出可能藏在其中的冰。

太空艙到達地面後不久，「著陸者號」也隨著使用降傘下降。「著陸者號」裝有專為研究火星的地形和天氣而設的攝影機和感應器，在下降期間和著陸之後，都會攝取照片。航天器上有麥克風，能首次錄下火星的風聲。「著陸者號」到達地面後預計會操作90天。

加速探索

科學家當然要花上數年時間，才能夠完全掌握和分析「火星氣候軌道飛行者號」和「火星地極著陸者號」所搜集的資料。最近升空的航天器是認識火星16年歷程的一部分。參與這些任務的不單有美國國家航空航天局，歐洲、日本和俄羅斯的航天機構也有貢獻。科學家始終希望在未來的任務中，航天器能把火星的土壤帶回地球，在實驗室裡分析。也許他們因此終於能夠解開我們這顆鄰居——火星的氣候變化之謎。

［腳注］

［第15頁的附欄或圖片］

生命來自火星嗎？

1984年，在南極洲發現了相信是來自火星的隕星ALH84001。在1996年8月，美國國家航空航天局約翰遜太空中心和斯坦福大學的一些研究員宣布，在這像馬鈴薯一般大小的石頭上，雖不至於證據確鑿，但有跡象顯示火星上有生命，這些跡象就是有機化合物、礦物和細菌化石。由此推斷，地球上的生命也許來自火星。

可是，現在科學界幾乎人人同意，這顆隕星未能提出任何實質證據來支持生命來自火星的設想。洛杉磯加利福尼亞大學的威廉·舍普夫說：「我覺得他們沒有什麼可能會發現生物活動的痕跡。」俄亥俄州克里夫蘭一家大學的拉爾夫·哈維也說：「雖然對我們當中許多人來說，火星上有生命是個引人入勝的想法，但顯而易見，ALH［84001］說不上蘊藏什麼證據。」b

［腳注］

［第16,17頁的附欄或圖片］

探索火星四十年

◼ 1960年，蘇聯瞄準火星，發射第一對行星探測器，但未能送上軌道。

◼ 1965年7月14日，美國的「水手四號」飛越火星，將照片和量度紀錄傳送回地球。

◼ 1971年，蘇聯發射探測器「火星三號」。「火星三號」釋放出一個密閉艙，成就首次在火星上的軟著陸。同年，美國探測器「水手九號」到達火星，攝取了行星大部分表面的照片，也攝下兩顆衛星——火衛一和火衛二——的照片。

◼ 美國探測器「海盜一號」和「海盜二號」在1976年著陸火星。兩枚探測器操作了幾年時間，進行了一系列設計來探測生命的複雜實驗，可是找不到任何生命跡象。

◼ 1988年，蘇聯科學家向火星發射兩枚航天器——「火衛一號」和「火衛二號」。「火衛一號」在中途失靈，「二號」卻能到達火星，並且把幾天內的發現傳送回地球。

◼ 1992年美國發射「火星觀察者號」探測器，不過任務失敗。

◼ 帶著「旅行者號」的「火星探索者號」在1997年7月4日著陸火星，將精彩絕倫的彩色照片從火星的地面送返地球。

［圖片］

「水手四號」

「海盜號」的著陸器

「火衛二號」

［第15頁的圖片］

「火星氣候軌道飛行者號」

［第15頁的圖片］

「火星地極著陸者號」

［第16,17頁的圖片］

「火星探索者號」攝得的火星地形全景

［第14頁的圖片鳴謝］

Page 15: Meteorite: NASA photo; background: NASA/U.S. Geological Survey; orbiter and lander: NASA/JPL/Caltech

Page 16 and 17: Landscape, Mariner 4, Viking lander: NASA/JPL/Caltech; planet: NASA photo; Phobos 2: NASA/National Space Science Data Center