作為我國行星探測工程的關鍵一步,天問三號火星取樣返回任務有望成為人類歷史上首次成功實施的火星取樣返回任務。在3日舉行的2026年深空探測(天都)國際會議上,中國科學院院士、天問三號任務首席科學家侯增謙接受新華社記者專訪時表示,探尋火星潛在生命痕跡是天問三號首要科學目標,預計2026年底確定最終著陸區,我國科學家正在推進新一代全火星地質圖編制工作。
問:為什麼將「探尋火星潛在生命痕跡」確立為首要科學目標?
答:火星是太陽系中與地球最相似的類地行星之一,也是公認地球以外有可能孕育過生命的天體。早期火星存在過液態水,擁有過適宜生命繁衍的環境。演化至今,火星已進入老年期,全球磁場消失、大氣稀薄、幹旱寒冷,但其歷史上的宜居性演變與生命存在的可能性,始終是行星科學領域最核心的前沿命題。
半個多世紀以來,全球已實施47次火星探測任務,實現了飛掠、環繞、著陸、巡視探測,但難度更大的采樣返回和載人探測始終未能取得決定性突破。從「海盜」號的生物學實驗到ALH84001隕石的爭議,從「勇氣」號發現水合二氧化矽到「好奇」號探測到長鏈有機分子,所有發現都存在多解性,無法給出「火星是否存在過生命」的確切答案。
天問三號將「探尋火星潛在生命痕跡」作為首要科學目標,就是要通過采集高價值火星樣品並返回地球開展精細分析,系統尋找生命存在與否的證據。既關注與地球早期生命形態相似的微生物痕跡,也考慮火星獨特演化路徑下可能存在的未知生命形式,為解答這一重大科學命題提供關鍵性實證,同時深化對火星氣候演化、地質過程的系統認知,推動比較行星學與生命起源研究邁向新高度。
問:火星取樣返回是公認的航天高難度任務,我們面臨哪些核心技術挑戰,又形成了哪些自主創新解決方案?
答:火星取樣返回是覆雜度極高的系統工程,核心挑戰主要有三點。
第一是「到哪里采」,選址是決定樣品科學價值的第一道關口。目前,我們綜合考慮地質年代、水活動歷史、宜居性和生命信號保存潛力等因素,初步遴選了8個候選著陸區,盡可能提高獲取高科學價值樣品的概率,預計2026年底確定最終著陸區。
第二是「三不污染」體系,嚴格實施行星保護和污染控制。我們將建設全球首個「行星保護實驗室」,構建起雙向保護機制:既避免地球微生物污染火星,也要確保返回樣品得到安全隔離防護不危害地球,同時最大限度保證火星樣品不被地球生物和物質污染。
第三是生命痕跡識別,這是任務的最終落點。針對極痕量生命物質難以檢測的問題,我們正在開展生命痕跡探尋專項研究,突破樣品中極痕量生命相關物質的判別與檢測技術,建立面向火星返回樣品的高保真生命信號全流程識別方法體系,形成先進分析方法、識別體系與理論認識,為天問三號火星樣品生命痕跡探尋築牢基礎。圍繞這些關鍵環節,相關技術攻關正在推進,任務已經進入初樣研制階段。
問:除了取樣返回本身,這項任務對我國深空探測和行星科學將帶來哪些深遠影響?
答:火星取樣返回既是工程能力的集中檢驗,也是行星科學學科發展的重要牽引,其輻射帶動效應將覆蓋技術、學科、能力等多個層面。它體現了我國深空探測進一步向科學目標與工程能力深度融合發展,以重大科學問題牽引任務設計和工程實施。
我們正在推進的一項重要工作——新一代全火星地質圖編制,以「數據驅動、智能編圖」為核心理念,充分利用天問一號任務探測數據,統籌多源國際數據,融合影像、光譜、雷達、重力等多模態信息,突出對火星地質演化的科學新認知,引入人工智能編研新技術實現智能地質解譯。這將是全球首版智能化火星地質圖,計劃2028年底完成1:500萬全火星地質圖1.0版。
其次,無論是否發現生命痕跡,返回的火星樣品都具有不可替代的科學價值。利用地球實驗室的先進技術,我們可以從微觀、分子和同位素尺度研究火星物質,深化對火星地質、環境和宜居性演化以及生命起源條件的認識。
深空探測是衡量國家科技實力與創新能力的重要標志。天問三號將秉持開放合作的理念,攜手全球科研力量共同探索火星奧秘,為人類拓展認知邊疆、推動行星科學發展貢獻中國智慧與中國方案。