生命起源是人类最基本、最持久的问题之一，也是自然科学三大起源问题之一。近日，中国正式启动火星样品返回任务——天问三号，标志着行星探索领域迈出了重要一步。该任务旨在将火星样品带回地球，并利用先进的实验室仪器进行全面分析，以确定火星上是否曾经存在过生命，或可能仍然存在生命。

香港大学地球科学系天体生物学家李一良教授是天问三号科学团队的核心成员，也是最近在《自然天文学》杂志上发表的一篇概述该任务目标的前瞻性文章的共同作者。他的主要职责是领导香港大学的一个研究小组，负责天问三号火星探测器任务的着陆点选择工作。

火星上有生命吗?

地球是我们所知的唯一一颗孕育生命的星球。研究显示，地球生命的起源可追溯到大约38亿年前，即太阳系形成后约7亿年。科学家运用理论、实验和观测方法，认为地球在其最初7亿年的演化使其成为一颗能够孕育生命并宜居的星球。然而，目前仍缺乏确凿的证据证明地球生命是否完全源于本土演化。

与地球一样，火星位于太阳系的宜居带内。研究表明，火星早期曾拥有浓密的大气层和温暖湿润的气候，适宜微生物生命的出现和发展。从天体生物学的角度来看，早期火星的环境有利于许多地球上所谓的极端微生物的生存。

任务：将火星带回地球

中国火星探测任务的关键在于识别最有可能保存过去或现在生命证据的火星物质。为此，中国科学家必须在发射火箭之前进行广泛的研究。这包括在火星上寻找早期历史中可能存在液态水的区域、富含必需金属营养物质的区域，以及火星微生物活动痕迹可能保存数十亿年的地点。虽然本文概述了这些研究的基本框架，但在火星上寻找有希望的采样地点仍然是一项持续且积极的工作。

MSR 任务计划于 2028 年发射，涉及两枚独立的火箭：

着陆器将降落在火星表面收集样本。

轨道飞行器将在火星轨道上等待接收样本并将其带回地球。

着陆器将在地下钻探2米——这是一个关键深度，因为火星表面受到辐射和腐蚀性化学物质的轰击，这些物质可能会摧毁任何过去或现在生命的迹象。在这层恶劣的地表之下，可能仍然保存着宝贵的有机物质。样本将被转移到轨道器，然后飞回地球，使用火星上没有的精密仪器进行详细分析。

推进行星探索前沿

文章进一步强调，将火星样本带回地球的最大挑战不在于巨大的技术或科学障碍，而在于这些外星物质到达后所需的隔离和监测——这一过程被称为行星保护。

中国即将成为首个从地外带回潜在生物活性行星物质(包括潜在生命形式)的国家，因此，这些物质可能对包括人类在内的地球生命构成的潜在风险令人担忧。为了应对这一风险，中国计划在其著名的科学中心合肥郊区建造一座专门的设施，在那里，火星样本将在与地球环境严格隔离的情况下接受全面的生化和病理学检测。

只有在最终确定样本不含有活性生物制剂或可能威胁地球生物圈的物质后，才会将其送到指定实验室进行深入的科学分析。

中国即将进行的火星采样返回任务，是继2021年“祝融”号火星车成功部署之后的下一个研究目标。凭借这一成就，中国成为继美国之后第二个成功登陆火星并运行火星车的国家。2020年，多个国家和机构宣布了雄心勃勃的目标，计划在2030年左右实现火星近地及原位探测。最终，只有中国的计划取得了重大进展并得以实现。

更多信息： 侯增乾等，《利用中国天问三号采样返回任务寻找火星生命迹象》，《自然天文学》(2025)。期刊信息： 《自然天文学》