转自:中国科学报
9月3日,以“可持续的深空探测——机遇与挑战”为主题的2026年深空探测(天都)国际会议在安徽合肥市举行,近40个国家和地区的政府部门、航天机构、国际组织及科研院校代表参会,共同谋划深空探测未来发展。
如何理解“可持续的深空探测”?地外生命探寻,究竟是在寻找什么?天问三号为什么将“探寻火星潜在生命痕迹”确立为首要科学目标?带着这一系列问题,记者采访了相关专家。
“安营扎寨式的驻留”
“自1969年7月20日美国实现第一次载人登月到现在,深空探测的理念发生了很大变化。”深空探测实验室执行主任史平彦在接受采访时表示,深空探测已经不再是“插旗留脚印”式的“秀肌肉”,而是着眼于长期建设与驻留。
对此,中国工程院院士、中国探月工程总设计师、深空探测实验室主任吴伟仁持同样观点——探测方式由短期访问向长期驻留式转变。他在题为《深空探测:趋势、前沿与挑战》的大会主旨报告中,系统梳理了深空探测的四大趋势和六大挑战。
吴伟仁说,世界航天大国纷纷发布规划,建设空间长期基础设施,用于开展常态化科学探测与资源利用。2026年3月,美国国家航空航天局公布了月球基地‘三步走’路线图,计划10年内投资300亿美元,分三阶段建成永久基地。中国则发布了国际月球科研站建设规划,分阶段在月面建立长期自主运行、短期有人参与的基础设施。
史平彦介绍,深空探测方式上也发生了变化。过往的深空探测活动都依赖地球携带的资源,资源耗尽探测即止。随着技术的发展,原位资源利用更加可行,深空探测也将从“带足干粮去打卡”变成“学会在荒野种地生存”,人类的探索活动也将从“到此一游的探险”升级为“安营扎寨式的驻留”。
除了理念、探测方式,可持续性还体现在探测主体的改变。史平彦说,以往的深空探测活动基本上都是政府行为,政府是实施主体,目前正在转向政府指导、商业助力,确保了深空探测在成本、技术、效率和投入上的全面可持续。
吴伟仁在主旨报告同样提到该变化:“商业航天正成为深空探测的重要力量。”例如,美国太空探索与蓝色起源两个商业航天公司共同承担阿尔忒弥斯计划中月球着陆关键任务。中国蓝箭航天公司“朱雀三号”成功实现火箭一子级陆地垂直回收,这标志着中国商业航天正式迈入了火箭可重复使用的新阶段。
“有了商业模式上的闭环,深空探索事业才能代代相传,实现可持续发展。”史平彦总结,深空探测已打破了“一次性消耗品”的旧模式,正转向“可循环、可生长、可盈利”的新范式,其目的不仅仅是探索,更是为了“留下来”。
地外生命探寻不是寻找“外星人”
“留下来”之后,一个更宏大的命题随之浮现——人类究竟在深空中寻找什么?
“地外生命探寻,并不是大家想象中的寻找‘外星人’。”深空探测实验室行星科学研究中心主任、中国科学技术大学教授秦礼萍开门见山地说。核心目标是寻找能够支撑生命的物质条件以及留存下来的生命痕迹,也就是生命标志物,这也是行星科学的重大前沿课题。
秦礼萍介绍,当前研究主要以火星、冰卫星为重点研究对象,聚焦宜居环境演化、有机质空间分布,努力识别潜在的生命信号。面临最大的科学挑战,是地外样本、观测信号很容易被非生物过程混淆干扰,如何准确区分生物成因和非生物成因,是目前亟待突破的瓶颈。
围绕这一核心难题,我国正持续推进相关科学布局与探测研究。秦礼萍说,深空探测实验室正着力建设行星科学研究中心,构建起基础研究、模拟实验、样品分析、科学论证一体化的完整研究链条。希望和国内科研院所与高校联合开展协同攻关,坚持问题导向,服务国家深空科学总体目标。
同时,秦礼萍表示,“地外生命探寻是一项周期长、难度极高的科学探索,短期内很难取得确定性结论,我们不宜做过于乐观的预判。但即便最终没有发现地外生命,对地外宜居环境开展研究,同样可以帮助人们理解地球生命的起源与演化,深化人类对整个太阳系的认知。”
对于网络上流传的各类所谓“发现地外生命”的消息,秦礼萍建议公众要保持理性分辨,以权威科研机构的正式发布为准。
天问三号将探寻火星生命痕迹
作为我国行星探测工程的关键一步,天问三号火星取样返回任务有望成为人类历史上首个火星取样返回任务。
火星是太阳系中与地球最相似的类地行星之一。大量证据表明,早期火星曾存在液态水、较稠密的大气和全球性磁场,具备形成宜居环境的重要条件。而现在的火星是一颗老年期火星,全球磁场消失、大气稀薄、表面没有液态水、干旱寒冷、沙尘暴肆虐。
“因此,我们把‘探寻火星潜在生命痕迹’作为首要科学目标,就是要通过采集高价值火星样品并返回地球开展精细分析,寻找可靠的生命信号。”中国科学院院士、天问三号任务首席科学家侯增谦说,如果获得确凿证据,将对回答“地球之外是否存在过生命”这一重大科学问题产生深远影响。
同时,天问三号还将研究火星宜居性、地质与内部结构及大气演化。这些问题紧密关联——生命依赖宜居环境,而宜居环境又受到火星长期地质和气候演化的制约。
侯增谦介绍,天问三号火星取样返回任务核心挑战主要有三点。第一是“到哪里采”。“目前,我们综合考虑地质年代、水活动历史、宜居性和生命信号保存潜力等因素,初步遴选了8个候选着陆区,尽可能提高获取高科学价值样品的概率。”
第二是“怎么采”。天问三号任务计划开展最深约两米的钻取采样,获取地下样品,尽可能降低表面辐射、氧化和风化作用对潜在生命信号的破坏,更好保存火星原始信息。
第三是严格实施行星保护和污染控制。“我们将建设全球首个‘行星保护实验室’,既要避免地球微生物污染火星,也要确保返回样品得到安全隔离防护不危害地球,同时最大限度保证火星样品不被地球生物和物质污染。”侯增谦说,围绕以上关键环节,他们正在推进技术攻关和相关设施建设,目前任务已进入初样研制阶段。
在侯增谦看来,天问三号任务意义非常重大。“它体现了我国深空探测进一步向科学目标与工程能力深度融合发展,以重大科学问题牵引任务设计和工程实施。”
同时,侯增谦表示,无论是否发现生命痕迹,返回的火星样品都具有不可替代的科学价值。利用地球实验室的先进技术,研究人员可以从微观、分子和同位素尺度研究火星物质,深化对火星地质、环境和宜居性演化以及生命起源条件的认识。
深空探测是全人类共同的永恒壮丽事业。吴伟仁发出合作倡议,要抓住机遇、迎接挑战,加快共建探索、创新、合作的全球学术交流与合作网络,凝聚全球智慧与力量,构建外空领域人类命运共同体。