一块带有斑点图案的岩石正静静躺在火星上的金属管里。它或许能证明地球之外是否曾存在过生命。
美国国家航空航天局的毅力号火星车采集了这块名为“蓝宝石峡谷”的样本。样本来自内雷特瓦谷边缘的露头岩石。 30 亿多年前，河流在此奔流并注入杰泽罗撞击坑的古老湖泊，塑造了这条峡谷。 2021 年 2 月，毅力号降落在这片干涸的湖床上，正是为了寻找过去经水形成或改性的岩石，因为这类岩石最有希望保存生命迹象。
毅力号科学团队成员表示，蓝宝石峡谷样本大约只有一支粉笔大小，正是他们梦寐以求想要发现的岩石类型。
“我认为这是我们第一次在火星上找到符合‘潜在生物特征’条件的东西，”毅力号科学团队成员、印第安纳州普渡大学行星表面过程实验室博士后研究员艾德里安·布罗斯说，“它目前正密封在毅力号火星车的底盘内部，安静地躺在那里，等待返回地球。”
然而，这块样本可能短期内无法回到我们的星球，甚至可能永远回不来。
为了将这些宝贵的样本运回地球，美国国家航空航天局与欧洲空间局曾联合推出火星采样返回计划。但该计划因成本高昂、设计复杂而饱受质疑。在投入数十亿美元后，美国国家航空航天局于 2024 年暂停并重新评估该计划，随后将其彻底取消，目前尚未拿出明确的替代方案。
美国国家航空航天局在 7 月提供给美国有线电视新闻网的一份声明中表示：“虽然毅力号采集的样本仍安全存放在火星上，但美国国家航空航天局正在探索多种潜在的返回方案。这些方案可能比原先的火星采样返回计划更简单、更经济，其中也包括商业公司或国际伙伴合作的可能。”不过，美国国家航空航天局领导层至今仍未公布明确的前行路径。
普渡大学地球、大气与行星科学教授布里奥妮·霍根博士指出，尽管蓝宝石峡谷样本的发现为火星曾存在古代微生物生命提供了有力证据，但科学家隔空远程研究所能获取的信息依然十分有限。
美国国家航空航天局花费了约 24 亿美元打造并发射毅力号，但这台火星车本身配备的仪器并不足以在这颗红色星球上独立回答如此宏大的科学问题。
“我们可以继续进行这些研究并寻找线索，但在把这些样本带回地球之前，我们永远无法确定答案，”同时担任毅力号团队共同协作者与规划师的霍根说，“这些样本是我们目前了解生命是普遍存在，还是地球确实独一无二的最佳机会。”
如今，新一轮太空竞赛中美国国家航空航天局的最大竞争对手之一，可能会抢先完成火星采样返回：中国计划在 2031 年从这颗红色星球带回自己的纪念品。为了确保成功，中国借鉴两年前成功实施的任务设计了方案。不过，根据计划演进情况，中国预计于 2028 年发射的天问三号任务带回的岩石，在外观和潜在科学价值上可能与毅力号的样本大不相同。
科学家之所以认为蓝宝石峡谷是一项极具前景的发现，原因在于它独特的斑点外表。在地球上，这种被称为反应前沿或还原斑点的小圆点，是在土壤和沉积物中由于微生物活动而形成的。
布罗斯是一篇于 2025 年 9 月发表的岩石样本研究论文的合著者，他解释道：“当有机物留在被埋藏的沉积物或土壤中，微生物开始消化其中一部分有机物时，就会形成这种褪色晕圈和斑点，这与毅力号在这条古老河谷中发现的特征非常相似。”
2024 年 7 月，毅力号从一块名为“切亚瓦瀑布”的箭头状岩石上钻取了蓝宝石峡谷样本。岩石周围的泥岩上也布满了成千上万个还原斑点，这些极有可能是由古代微观生命留下的。
不过布罗斯指出，要想确定这些独特特征是由生命活动形成，还是通过无需生命的化学或地质过程（即非生物方式）形成的，唯一途径就是把样本带回地球。
行星科学家从著名的艾伦山 84001 火星陨石研究中汲取了教训。这块陨石于 1984 年在南极被发现，起初人们以为它含有古代生命的遗迹。然而，多组科学家对该陨石样本进行分析后发现，非生物的地质过程也会留下痕迹，容易被误认为是生命产生的有机碳化合物。
“即便全世界所有顶尖实验室都在研究一块疑似含有古代生命痕迹的岩石，这也是一项极其艰难的任务。因此，你需要能够在最优秀的实验室里，动用所能想到的每一种技术手段，”位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国国家航空航天局喷气推进实验室好奇号火星车项目科学家阿什温·瓦萨瓦达说。
火星车搭载的仪器虽然能提供一些数据，但它们的设计初衷并非为了开展给出确切结论所需的复杂分析，因为这原本就不在最初的计划之内。
西华盛顿大学行星科学教授梅丽莎·莱斯博士曾在美国国家航空航天局火星车任务中工作了二十多年，她表示：“当初选择这些科学仪器时，前提假设是它们只负责筛选样本的前期侦察，并为最终计划带回地球的样本提供火星当地的地质背景信息。”
行星协会（The Planetary Society）太空政策首席主管凯西·德赖尔（Casey Dreier）表示，美国国家航空航天局（NASA）最早在 1978 财年向国会提交的预算申请中，就包含了火星采样返回计划的初始研究费用。这项申请紧随该机构的海盗号（Viking）火星任务之后，而海盗号任务被认为是美国国家航空航天局首次寻找这颗红色星球生命迹象的尝试。
“这足以说明，对于火星探索而言，采样返回长期以来一直是科学界梦寐以求的终极目标。”德赖尔说道。
一份确立未来太空任务首要科学目标的 2003 年调查报告以及随后的多份报告，都将带回这颗红色星球的样本列为核心优先事项。这使得火星采样返回计划与毅力号（Perseverance）火星车的任务紧密绑定，两个项目齐头并进地展开研发。
2020 年公布的火星采样返回计划最初设想由一系列从地球发射至火星的多项任务组成：一台搭载火星样本收集车的着陆器负责收集样本，以及一台上升飞行器，最早在 2031 年将样本运回地球。
按照设想，上升飞行器会将一个橄榄球大小的样本容器发射到火星轨道，再由欧洲空间局单独发射的环火星飞船进行接收。
随后，欧洲空间局的轨道飞行器将启程返回地球，并将样本容器转移到另一个从轨道器上释放的飞船中，最终将样本安全降落在地球上。
到了 2022 年，方案发生了调整：改为由毅力号直接将样本套件交付给火星上升飞行器，再由后者发射开启返航之旅。着陆器将携带两架小型回收直升机，如果毅力号状态不佳无法驶往着陆点，直升机可以从火星车上抓取样本。这使得预计返回日期推迟到了 2033 年。
然而随着项目推进，独立审查委员会的评估指出，整个回收过程已经变得极其笨重和复杂。该计划的预算飙升至令人咋舌的上限 110 亿美元，预计样本返回时间也推迟到了 2040 年。同时，美国国家航空航天局还面临着 2024 和 2025 财年的预算削减，任务的昂贵成本导致政治支持度不断下滑。
美国国家航空航天局公开征集更便宜、更快速且更简单的方案。 2025 年 1 月，该机构选定了两种策略，要么依赖商业合作伙伴关系，要么沿用以往的火星着陆技术以避免重复造轮子。这份评估报告出台几周后，唐纳德·特朗普（Donald Trump）总统宣誓就职，并开始寻找新任美国国家航空航天局局长。
随美国国家航空航天局 2026 财年预算申请一同公布的下一次采样返回进展更新，带来了沉重的一击：“鉴于当前的架构方案依然过于昂贵，美国国家航空航天局计划终止火星采样返回计划。预计未来的火星任务将带回样本供地球研究。”
该机构的 2027 财年预算申请则完全没有提及该计划。德赖尔透露，截至计划取消，美国国家航空航天局在火星采样返回计划上已花费了约 25 亿美元。
不过，美国国家航空航天局局长贾里德·艾萨克曼（Jared Isaacman）曾提到，他对将毅力号收集的样本送回地球依然很感兴趣。
“正如我多次强调的那样，我认为从火星取回样本能够带来人类历史上最重大的科学突破，”艾萨克曼在 8 月 30 日成功发射南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜后的新闻发布会上表示，“毫无疑问，我们一定会去取回样本。关键在于到底是由机器人去取，还是由宇航员亲自去取，以及相关的具体时间表。”
9 月在 All-In 峰会上发言时，艾萨克曼将项目的失败归咎于前任，他指出：“上一届政府取消了火星采样返回任务，而这项任务的成本本将超过一艘航空母舰。”
尽管围绕原计划命运的指责游戏仍在继续，但目前关于下一步行动尚未公布更多细节。
中国取回火星样本的计划同样复杂，但可以说比美国国家航空航天局的原始设计稍微简单一些。这项名为天问三号（Tianwen-3）的任务，借鉴了 2024 年成功带回月球背面首批样本的嫦娥六号（Chang’e-6）任务经验。
根据任务团队 2025 年发表的一项研究，天问三号将包含两次发射：一次发射着陆器、上升飞行器和直升机，另一次发射轨道飞行器和返回器，负责将样本运回地球。着陆器配备了一台钻探机，可深入火星地表以下 2 米（6.5 英尺），这是寻找过去或现在生命迹象的理想位置。直升机也可以采集岩石样本。
天问三号科学团队核心成员、协助挑选着陆点的李一良（Yiliang Li）表示，任务科学家计划让着陆器在火星表面运行约 70 天以收集样本。
根据 2024 年的一项研究，天问三号团队正在缩小 86 个潜在着陆点的候选名单，以确定火星上曾经存在液态水的区域、富含矿物质的区域以及古老微生物活动可能仍被保存下来的区域。杰泽罗撞击坑（Jezero Crater）似乎不在该名单之列。
这两项研究的共同作者李一良表示，在理想情况下，该任务将从古老的湖床中带回两种类型的样本。
兼任香港大学（University of Hong Kong）地球与行星科学系天体生物学教授的李一良表示，团队的目标是寻找一种含有氧化铁的样本，这种样本可能将细胞形态保存了数十亿年；另一种样本则包含厚厚的深水黏土，因为它们可能含有由生物体创造的古老有机分子。
中国科学院矿床地质学家、天问三号首席科学家侯增谦今年 9 月在国际深空探测大会上宣布，工程师目前正在建造天问三号的原型。侯增谦在发布会上还表示，中国计划建立一个行星保护实验室，专门用来储存这些样品。
近年来，美国国家航空航天局越来越强调“美国优先”的对外宣传策略，试图将美国塑造成太空探索里程碑的领头羊，包括要在载人登陆火星上击败中国。如果中国在火星采样返回上抢先一步，势必会削弱美国的这一形象。
“美国例外论正在太空高地上遭遇挑战，”美国国家航空航天局局长艾萨克曼在 4 月就 2027 年美国国家航空航天局预算案作证时表示，“要想赢，我们不能设立那些‘大到不能倒’、但同时又‘贵到无法成功’的项目。我们也不应该一味向问题砸钱，而是要解决问题，集中资源完成任务，并交付成果。”
尽管美国国家航空航天局在推动重返月球计划时不断渲染“太空竞赛”论调，却绝口不提中国可能成为首个带回火星样品的国家——尽管美国国家航空航天局本身已占尽先机，火星样品早已采集完毕，只差搭车返回地球。
“令人吃惊的是，美国一直在宣传自己在太空探索领域的领导地位，却在这场太空竞赛的关键赛道上把胜利拱手让给了中国。”莱斯说道。
霍根表示，科学家们仍然抱有希望，相信毅力号采集的样品最终会以某种方式带回。商业合作伙伴持续推进的工作，是让研究人员保持乐观的原因之一。
例如，洛克希德·马丁探索任务领域总监惠特利·普瓦瑟表示，公司过去曾与美国国家航空航天局合作执行火星任务和其他采样返回项目，这让他们得以构想出一套精简的方案，去回收毅力号留下的样品。
普瓦瑟表示，该方案提出了一项不高于 30 亿美元的固定价格任务，计划最晚在 2037 年将该火星车采集的 30 份样品运回地球。这项方案的核心包括使用轻型火星上升飞行器、借鉴洛克希德·马丁参与洞察号火星任务经验设计的微型着陆器，以及吸收该公司协助 OSIRIS-REx（冥王号）小行星采样返回任务教训所开发的紧凑型地球递送系统。
她表示，公司依然致力于推进这项火星采样回收计划，一旦机会降临，随时准备行动。
“从技术角度来看，最需要成熟的关键领域是火星上升，特别是如果我们要把人类送去火星并接回来的话。”普瓦瑟说，“我们需要搞清楚它到底如何运作。所有这些技术都至关重要，而火星采样返回计划正好可以对它们进行验证。”
科学家表示，即便这些样品中没有生命迹象，所获得的认知也能带来耐人寻味的可能性。例如，那些斑点可能是前生物化学作用的结果——即由元素、金属和有机碳组成的“原始汤”，它们本有可能形成细胞或生命体，但未能完全演化。
如果事实证明，在火星这个离地球最近的邻居之一上从未存在过生命，那么为什么生命会诞生在地球，而不是诞生在这个同一时期具备相似条件的星球上呢？
莱斯表示，随着时间的推移，地球上的岩石因侵蚀和各种地质作用而重塑甚至消失，无法记录这段历史，但火星样品却能解开这个谜团——而向大众传递这一信息的重任，就落在科学界身上。
“我认为在未来几年里，会有大量的呼吁与宣传，让公众意识到我们距离解答这些重大问题有多近。”她说，“岩石就在那里，装在管子里，准备好了。我们要做的一切，就是去把它们拿回来。”
编译自 CNN，原文链接：点击阅读。作者：阿什莉·斯特里克兰 (Ashley Strickland)。
