
国家的天问三号任务计划将在2028年前后发射,主要目标是利用地球上的“高精尖”仪器对从火星取回的样本进行深入分析,以揭示火星上是否曾经存在生命,甚至是否仍有生命存在。香港大学地球科学系天体生物学家李一良教授作为天问三号科学家团队的核心成员,领导一支研究小组,负责天问三号的着陆点选址;近日,李教授以共同作者的身份撰写一篇阐述该任务目标的观点文章,并已在国际顶尖期刊《自然天文学(Nature Astronomy)》上发表。
火星与地球同处于太阳系的宜居带之内,研究认为早期火星曾经拥有一个浓厚的大气层和温湿的气候条件,因此可能适宜微生物生命的起源和演化。因此,中国的火星取样返回任务的关键在于寻找最有可能保存火星生命纪录的样本。

任务:将火星样本送回地球
为达成此目标,科学团队需在发射火箭前完成大量研究,包括锁定火星早期可能存在液态水的地区、富含重要金属营养元素的区域,以及能够保存火星微生物活动痕迹数十亿年的地点。
天问三号任务将在2028年发射两枚独立的火箭,其中一枚将携带着陆器,降落在火星表面进行采样;另一枚则携带飞船,停留在火星轨道上,等待接收样本并将其带回地球。
该着陆器将根据科学团队预设的座标,精准着陆于火星表面目标区域。除了采集火星表面的样本,还将钻探至地下约两米深处。此深度被视为关键分界线,因火星表层长期暴露在宇宙辐射和强氧化剂环境,可能存在的有机物质和微生物痕迹几乎全遭破坏,但在这层恶劣表面下,或许仍然保存着珍贵的生命有机物质。采集样本将由轨道器运送回地球,并透过先进仪器进行精密分析。
引领行星探索前沿
文章强调,火星取样返回任务的最大挑战并非工程技术或科学难题,而是在于“行星保护”——如何对可能含有外星生命物质的样本实施严格隔离。中国将成为全球首个将潜在具有生物活性的外星物质(包括潜在生命体)带回地球的国家,这些物质是否威胁地球生态属重大的科学伦理议题。
为此,中国已选址合肥郊区建设一个科技城,适合对火星样本进行全面的生物化学、病理学测试,同时与地球环境保持严格隔离。只有在确认样本中不含任何可能威胁地球生态的物质后,才会将样本分送相关的实验室进行深入的分析。