香港大学天体学家参与天问三号火星样本返回任务

在火星上曾经存在过生命吗？半个多世纪以来，这个问题一直是人们持续探索和研究的主题，并且与地球上生命如何以及何时出现的问题密切相关。

目前，有六个活跃的探测任务正在探索这颗红色星球，寻找过去（以及可能存在）生命的证据，其中包括美国宇航局的“毅力号”火星车、“好奇号”火星车和火星勘测轨道飞行器（MRO）、阿联酋的“希望号”火星轨道飞行器、欧空局的“外火星”痕量气体轨道飞行器（TGO）以及中国的“天问一号”火星探测卫星和火星车。在不久的将来，由两艘航天器组成的采样返回任务“天问三号”也将加入这些任务。

与美国宇航局/欧空局火星样本返回（MSR）任务架构类似，该任务将包括一个着陆器/上升器用于采集样本，以及一个轨道器/返回地球器用于将样本带回地球。

中国正式启动天问三号火星采样返回任务，计划于2028年发射，收集并带回火星土壤和岩石进行详细研究。

近期，香港大学（HKU）宣布，其科学团队将包括地球科学系天体生物学家李一良教授。李教授将领导一个香港大学小组，负责选择任务的着陆点：一个曾经有液态水流动的区域，那里拥有丰富的物质，可能保存着过去（或现在）生命的证据。

与他一起参与研究的还有来自深空科学研究所、深空探测实验室、中国地质科学院、国家航天局探月与航天工程中心（LESEC）、中国科学技术大学、遥感信息工程学院、地球与行星物理重点实验室、行星科学研究中心、北京空间飞行器总体工程研究所（ISSE）、中国科学院（CAS）和中国地质科学院的研究人员。

香港大学天体生物学家李一良教授是该任务的主要贡献者之一，他领导的团队致力于选择具有科学价值的着陆点。

李一良教授也是一篇描述该任务目标的论文的主要作者。

作为天问三号科学团队的核心成员，以及近期《自然天文学》杂志一篇观点文章的合著者，李教授支持中国在火星上寻找生物特征。该任务的核心目标是从可能保留微生物生命迹象的环境中采集样本（如果这颗红色星球上曾经存在过微生物的话）。

天问三号任务将部署两枚火箭：一枚搭载着陆器收集火星物质，另一枚搭载轨道器回收样本并返回地球。钻探作业目标深度将达到两米，远离可能降低火星表面生物特征的有害辐射和氧化剂。样本将被转移至轨道器返回，然后进行先进的地面分析。

中国火星采样返回任务路线图，将于2028年发射

寻找火星生命证据的征程始于美国宇航局的“海盗1号”和“海盗2号”任务，这两个任务由轨道器和着陆器组成。

海盗1号

两台着陆器分别降落在位于火星北部低地的克里斯平原和乌托邦平原。据信，该地区曾是横跨火星北半球的全球性海洋，这使得它成为美国宇航局科学家寻找生物特征的理想地点。

虽然结果尚无定论，但搜寻工作仍在继续，并因“探路者号” 、“勇气号”、“机遇号” 、“好奇号”和“毅力号”等任务的到来而得到了加强。

毅力号

天体生物学研究也受益于地球上最近的发现。根据最新的化石证据，科学家推测生命在太古代（约40亿年前）地球的海洋中出现。多项证据也表明，在最初的十亿年里，微生物生命的进化对于地球成为宜居星球至关重要。在火星的诺亚纪（约41亿至37亿年前），火星的条件与地球相似，包括更稠密的大气层、地表流动的水以及活跃的火山活动。

火星位于太阳系的宜居带内，据信曾拥有温暖湿润的气候和浓厚的大气层。这些早期火星环境可能孕育了生命，尤其是与地球恶劣环境中类似的极端微生物。

为了进一步研究这个问题，科学家们希望从富含水合矿物（对生命至关重要）且微生物活动可能保存数十亿年的地区获取样本。因此，选址是任何样本返回任务至关重要的第一步，该团队的论文详细介绍了其方案和策略。

论文还描述了科学有效载荷以及用于检测返回样本中潜在生物特征的方法。这些样本将从2米（约6.5英尺）的钻井深度提取，这一点至关重要，因为在这个深度，有机物质不会受到辐射和有毒过氯酸盐的影响。

根据国际空间研究委员会（COSPAR）的行星保护政策，该团队还建议在合肥郊区建立一个火星样本实验室。合肥是中国重要的科研中心，汇集了众多顶尖科研机构。

该实验室将配备必要的科学仪器，对返回的火星样本进行全面分析，同时确保样本的安全保存，防止受到外星生物污染。如果确定样本不含活性生物制剂，将被送往指定实验室进行进一步的详细分析。

中国现在有望成为第一个从火星带回可能含有有机物（甚至可能是生命形式！）样本的国家。作者也很相信如此。

天问三号任务将以天问一号的成功为基础，天问一号于 2021 年成功进入火星轨道、着陆火星表面并部署了祝融火星车。

在此过程中，中国成为第一个在一次任务中完成所有三个目标的国家，中国希望在 2028 年再次做到这一点。中国国家航天局于 3 月 11 日发布了机会公告(AO)，为国际合作开启了该任务。感兴趣的可以看之前发的文章

【月球火星】中国为火星采样返回任务，开放国际合作机会，附联系方式

最终选定合作者的时间定于2025年10月，选定的有效载荷的飞行模型将于2027年交付。如果一切按计划进行，样品将于2031年返回地球。