雖然火星似乎是尋找地球以外生命的希望之所，但這顆紅色星球卻頑固地保守著自己的秘密。儘管進行了數十年的調查，甚至取得了兩個最初令人興奮的結果，但確定的生命跡象仍未出現。現在，這一漫長的探索可能即將結出碩果。

毅力號漫遊車在火星赤紅的地貌中熠熠生輝，體現了人類不屈不撓的好奇心。它擁有一系列複雜的工具和科學儀器，經過精心設計，用於探測和分析，使它不僅僅是一台機器。當它深入古老的隕石坑並勘測岩層時，”毅力”號正在進行一項超越時代的探索–尋找地球以外的生命跡象。收集到的每一份樣本、捕捉到的每一張圖像，都會加深我們對宇宙以及我們在宇宙中的位置的理解。圖片來源：NASA/JPL-加州理工學院

毅力號”漫遊車一直在一個曾經充滿水的古老火星隕石坑中尋找過去生命的證據，並將岩石和表面物質樣本保存在金屬管中，以便最終返回地球。

過去那些令人興奮的成果，儘管現在被認為還不足以證明生命曾經在我們的鄰近星球上繁衍生息，但它們被視為今天正在進行的集中、多層次搜索的重要基礎。

位於華盛頓的美國國家航空航天局總部天體生物學計劃（研究地球以外生命存在的可能性）副項目科學家、火星取樣返回任務副首席科學家林賽-海斯（Lindsay Hays）說：”以前的任務幫助我們更好地理解瞭如何尋找生命。”

對火星的深入探索也將成為未來更廣泛搜索的試驗場：勘測外太陽係被冰雪覆蓋的衛星，在其表面下隱藏的巨大海洋中尋找生命跡象。

位於華盛頓總部的美國宇航局天體生物學項目主任瑪麗-沃伊泰克（Mary Voytek）說：”美國宇航局在尋找火星生命的過程中投入了大量的人力物力，也學到了很多知識，這些知識將有助於我們研究太陽系中其他適合人類居住的地方–比如環繞土星和木星運行的冰衛星。”

圖為數十億年前火星上的傑澤羅隕石坑，當時它是一個帶有河流三角洲的隕石坑湖。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/Lizbeth B. De La Torre

要想找到美國國家航空航天局（NASA）在我們的鄰近世界中尋找生命的戰略的根源，我們不妨把目光投向20 世紀70 年代：卡爾-薩根（Carl Sagan）的時代和維京號雙著陸器（Viking landers）的時代。

薩根是最初的”宇宙”電視系列節目的主持人，他幫助設計和管理了”海盜1 號”和”海盜2 號”，它們從火星表面傳輸照片和收集科學數據。它們還進行了生命探測實驗，收集火星表面物質樣本（稱為碎屑）並添加營養物質。儘管有跡象表明一些營養物質被消耗掉了，但大多數科學界人士認為這很可能是由於非生物反應造成的，從而澆滅了人們最初對可能在火星上發現生命的興奮之火。

第二個重要時刻出現在1996 年，美國國家航空航天局的科學家發表了一篇論文，概述了掉落到地球上的一塊火星岩石中可能存在的生命形式化學痕跡。這塊隕石俗稱”艾倫山隕石”，官方編號為ALH84001，是十多年前在南極洲採集到的。

在火星和地球的歷史上，來自火星的隕石經常墜落地球–可能是小行星等大型天體撞擊紅色星球時被拋入太空，然後最終被地球的引力場捕獲–但這塊隕石似乎很特別。它含有類似地球微生物留下的化學痕跡；一些照片甚至顯示出類似細菌的微觀特徵。然而，全球對潛在發現的興奮再一次消退，變成了不確定。如今，大多數研究這個問題的科學家都認為，隕石中火星微生物痕蹟的”證據”很可能來自非生物來源。

卡內基研究所的科學家安德魯-斯蒂爾（Andrew Steele）說，發表這篇論文的研究小組由美國國家航空航天局科學家大衛-麥凱（David S. McKay）領導，”有時他們的觀點有些偏頗”。他說：”他們對這項科學的實際影響應該得到更多的讚揚，因為他們抓住了機會。正是因為他們的冒險精神，我們才能夠提出下一組真正重要的問題”。

研究小組的發現促進了進一步的研究，並凸顯了一種新的認識： 許多非生物過程都能產生栩栩如生的特徵。

火星從古到今信息圖資料來源：NASA/JPL-Caltech/Lizbeth B. De La Torre

例如，斯蒂爾自己的工作旨在為包括火星在內的其他世界的環境設定一個”無生命存在”的背景水平。然後就可以根據這一背景來衡量潛在的生命探測結果。在麥凱研究小組和其他研究人員的工作基礎上，斯蒂爾和他的研究人員發現了三種可能在火星上產生生命構件的獨立化學過程–每種過程都能在沒有任何生物活動的情況下合成有機分子。

他說：”火星令人興奮，它仍然可能有生命跡象。但它也在教我們如何形成生命的基石。”

這兩次尋找火星生命的早期嘗試還帶來了另一個重大啟示： 天體生物學家海斯說，搜索必須是全面的，而不是”抓了就走”：”這兩種對結果的解釋都因缺乏背景而受到阻礙。就’海盜’號而言，缺乏測量的背景–它們能告訴我們在什麼樣的環境中進行測量。就艾倫丘陵（火星隕石）而言，缺乏有關這些岩石來源環境的背景資料。”

為了推進調查工作，NASA 首先決定不直接以探測生命本身為目標。相反，”精神號”和”機遇號”雙星探測器對火星環境進行了詳細勘測，通過流水的地質證據部分證實了早期火星的宜居條件。美國宇航局的火星勘測軌道器和火星奧德賽等火星軌道器也發揮了作用，幫助繪製地形圖和選擇著陸點。

好奇號”火星探測器捕捉到了火星遠古時期豐富的水、有機分子和宜居環境的證據，從而更加有力地證明了火星的宜居性。今天，火星車繼續在蓋爾隕石坑工作，它仍在那裡尋找過去水活動的證據。

隨著”毅力”號漫遊車於2021 年2 月抵達傑澤羅隕石坑，NASA 又開始了生命探測工作。傑澤羅曾經是一個湖泊，有河流三角洲，似乎是尋找火星遠古生命跡象的理想地點。

但與”海盜”號著陸器不同的是，”毅力”號配備了一系列工具，既可以檢查火星岩石，尋找遠古生命的跡象，也可以探索其環境背景。漫遊車可以移動，還可以在火星直升機”智慧號”的幫助下，從遠處瞄準有趣的岩層，然後開到那裡仔細觀察。

這也意味著”毅力”號正在收集樣本，這些樣本稍後將被送回地球。與過去的調查相比，”毅力”號具有優勢，因為過去的調查缺乏對所發現內容的了解。”海斯說：”這輛裝備精良的漫遊車在進行所有這些偉大的測量時，獲得了所有這些背景信息。

未來其他可能尋找生命跡象的地方包括古火星地下水聚集的地方，這些地方曾經形成了一個地下湖泊系統。

人們對太陽系外圍衛星（如木星衛星歐羅巴、土星的恩克拉多斯和土衛六）的冰封深海知之甚少。但有一點已經很清楚：它們為潛在生命提供的條件與火星大相徑庭。

儘管如此，這些多水、沒有陽光的環境可能有可識別的有機物質和相關化學物質，甚至還有熱源–衛星內部的熱量，也許是通過海底的噴口釋放出來的。這可能是地球上生命起源的一種方式。

在2017年結束的為期13年的任務中，NASA的卡西尼號航天器探測到了從被稱為”虎紋”的裂縫中噴出的鹹水和有機分子羽流–可能來自衛星的地表下海洋，這表明衛星上可能存在宜居環境。

木衛二可能也有類似的羽流： 美國宇航局的伽利略飛船和哈勃望遠鏡以及地球上的望遠鏡提供的數據暗示了它們的存在。美國宇航局的”歐羅巴號快船”航天器目前正在組裝中，有可能於2024 年10 月發射升空。該航天器將攜帶傳感器，能夠分析在飛越這顆冰雪覆蓋的衛星時可能遇到的任何羽流物質。

土星的土衛六雖然以其濃厚的碳氫化合物大氣層以及乙烷和甲烷湖而聞名，但它很可能也是一個海洋世界–就像其他的海洋世界一樣，在冰冷的外殼下隱藏著一個深邃的液態水海洋。如果地表下層以某種方式與地表接觸–無論是現在還是過去–可能會在那裡發現暗示生命存在可能性的分子或化學證據。美國國家航空航天局的”蜻蜓”飛行任務是一個由轉子驅動的飛行器，它將在計劃於2030 年代中期進行的任務中尋找這樣的證據。

雖然火星和外月球的環境大不相同，但尋找生命的原則是相同的。

沃伊泰克說：”我們對地球生命的認識是，只要有一些基本的東西，比如營養物質、水和能量，我們就會發現生命。我們相信，太陽系中的許多環境都符合這些要求。但它們還有待探索”。