好音讯，火星上真的有液态水！
依据宣布在 7 月 25 日《Science》的一篇文章，科学家初次承认，南极的冰川下面存在直径约20公里的大面积水域，这也是首个在这个“赤色星球”上发现的湖。
科学家经过运用雷达从轨道上勘探到了这个水域的存在，而且它很可能非常冰冷，而且含盐度极高，这也就意味着，它好像不太可能有惯例意义上的生命形状存在。
可是！这个重磅发现无疑会激起咱们对火星更深层次的探究，不管是火星的生命存在、地质结构仍是人类移民火星进程，都很有可能因而次发现翻开新的一页。
图丨火星特快号对火星南极区域的勘探效果图，其间深蓝色区域对应强信号反射，被以为是由冰层下的液态水构成真的是液态水？！
数十年来，人类一向以为水仅以气态和固态的办法存在于火星上。尽管近几年有依据直接标明火星上或许存在着季节性的液态水，但咱们一直未能搜集到决定性的观测依据。直到这一次，意大利航天局带来了他们在火星上找到液态水的研讨效果。
依据意大利航天局的说法，他们在火星南极邻近冰层下一英里处勘探到很多安稳的液态水体。在勘探中立了大功的勘探设备是一种高档火星雷达，可用于勘探地下和电离层结构，代号为“MARSIS”（Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding instrument）。
图丨从火星特快号的图画中，咱们看不到南极冰盖（白色区域）下的液态水，团队在研讨中所运用的数据由欧航局的火星特快号火星勘探器供给
此次的研讨始于 2012 年 5 月，其时的软件晋级使 MARSIS 能够取得更详细的数据。
详细而言，MARSIS 会向火星发射低频电磁脉冲，其间的一些脉冲会与火星外表及其下方的特征相互效果，并反射回 MARSIS，为科学家供给有关火星地质结构的信息。
尽管用 MARSIS 研讨火星的极区域域听上去很简略（将仪器对准冰面，剖析反射回的信号），但实际并非如此，由于 MARSIS 依赖于火星特快号勘探器的举动，但勘探器在特定极区域域（Planum Australe，Orosei 团队的要点查询区域）逗留的时刻极短。这意味着研讨人员只能定时对该区域进行勘探，而由于研讨需求屡次搜集数据，团队需求花上数年时刻才干清楚地了解该区域冰层下方是否存在着其他东西。
图丨火星特快号火星勘探器
在 2012 年到 2015 年期间，Orosei 的团队在大约 3 年半的时刻里对火星的南极区域进行了一共 29 次勘探，而数据剖析的效果标明，雷达信号中存在着显着的反常。
该反常坐落冰层下方约一英里处，宽约 12 英里，深数英尺的一片区域，由该区域反射回的信号与其他区域比较特别激烈，非常稀有。
或许更精确一点：关于固体来说，这种反射过于激烈了！
图 | 火星南极高原，图中黑框部分为研讨区域。（图源：Science）
从之前对地球冰下湖泊的剖析中科学家们能够得知，水比岩石或沉淀物对雷达的反射才能更强。而这个坐落火星南极地带的区域的雷达信号与地球上的冰下湖泊非常相似。
研讨人员也企图为这种激烈的反射寻觅其他的可能性，例如，冰盖上方或下方有一层冰冻二氧化碳，或许也能构成相似的现象，但研讨人员以为，这种解说或其他任何解说都不如液态水的存在更契合当时的观测。
“我不能 100% 证明它是水，但我也想不出除了液态水之外它还能是什么。可能是我缺少幻想，也可能是现在的数据还缺乏。”NASA 火星计划办公室的首席科学家 Richard Zurek 如此说道。但他也表明，假如有更多的雷达观测效果，科学家们可能得出其他的解说。他自己并未参加到该研讨中。
图 | 论文榜首作者 Roberto Orosei
研讨团队的负责人、意大利国家天体物理研讨所的射电天文学33家 Roberto Orosei 则以为：“MARSIS 为勘探液态水而生，而现在它现已做到了这一点。”
而这片水域的存在其实也引起了地球物理学家的留意。伦敦帝国学院的地球物理学家 Martin Siegert 以为，这个湖相似于格陵兰岛和南极洲几公里冰层下相互连通的水域。可是，火星上构成深湖的进程可能与地球的状况不同。
“这将拓荒出非常风趣的火星科学研讨范畴，”Martin Siegert 说，他曾领导团队企图钻探西南极洲下的埃尔斯沃思湖。
图丨插播一张火星勘探器“猎奇号”自拍照
新的谜题也随之而来
不过，正如绝大多数的科学发现相同，此次效果仍有许多问题尚待答复。
比如说，在冰川之下负几十度的温度中，水是怎么坚持液态的？终究，解说火星南极存在水并不简略。在地球的极区域域的冰下湖泊，其外表掩盖冰层的压力可下降液体的熔点，而湖泊下面地热可对其供给热量。但火星内部现已中止地质活动，因而几乎没有地热，一起火星外表引力很弱，1.5 千米的冰的分量并没有使熔点下降太多
关于这个问题，Orosei 团队给出的解说是，可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐溶解到了水中，下降了水的凝固点。“它们是首要的嫌疑人，”Orosei 说。
但高含量的盐和零下几十度的温度对任何企图在那里日子的微生物来说都不是什么好征兆。“假如火星的生命和地球的生命相似，这儿对它们来说太冷太咸了。”Orosei 说。接下来，研讨者还将继续寻觅其他冰下湖并了解它们之间是否相连，以及是否还会有更深的地下水位。
巴黎-萨克雷大学的 ValèrieCiarletti 表明，湖泊也可能出现在较低纬度的温暖区，那里更适合活性微生物。“真实的大发现将是极地之外的更深处的水，”他说，他也是欧洲 ExoMars 火星车雷达勘探器的开发者。
图丨沙丘是火星上最遍及的特征之一，而且为周围地势的堆积前史供给了头绪
还有一个问题是：未来，MARSIS 和其他航天器还能否在火星南部冰盖下方勘探到更多液态水？
Orosei 以为，假如这个湖泊是仅有一处液态水库，则意味着现在的发现是一次古怪的偶尔，可能是地壳中一些不规则的热特性导致的。可是假如火星上有不止一个冰下湖泊，人类对火星的探究将发作严重改动。
比如说，假如人类能发现更多冰下湖，那就意味着火星上满意湖泊发生条件的当地不是那么的罕见。当这些满意条件的当地在火星绵长的前史中得以坚持，那么火星上的地下液态水或许能协助咱们了解火星前期的环境。
所以火星终究有没有生命？
好了，接下来咱们要直面一个不管科学家仍是吃瓜大众都非常关心的问题，那就是此次发现终究和火星生命有没有联系。
由于依照 Orosei 的估测，火星上冰下湖中含有高浓度的盐，这是不是就意味着生物存在的可能性几乎没有了呢？
关于一般的生物而言，高浓度的盐构成了环境的高浸透压，可导致细胞浸透失水进而让生物逝世。但许多人有所不知的是，就在地球上，有一群生物在极高盐度的环境中日子，现已进化出了抵挡这些高浓度盐的“十八般武艺”。
海洋科学家最近就发现，地球多处海域中散布着深海盐湖。这些盐湖与一般海水之间有着清晰可见的分界，其盐浓度可达一般海水的 5 倍，这一浓度对一般海洋动物来说是丧命的。
但在这些深海盐湖中，科学家发现了生命。
图 | 深海盐湖。图中贻贝下部与深海盐湖中微生物共生，上部露在海水中
其间，微生物可经过化能合成效果加工洋底渗漏的甲烷，而盐池中的细菌与日子在湖边的贻贝存在共生联系。这些生命与咱们一般了解的生命不同，它们不依赖阳光也不畏惧对一般生命来讲的超高浓度盐分。
从兼性嗜盐生物、中度嗜盐生物到极点嗜盐生物，地球上存在着习惯不同浓度盐含量的生命。其间，极点嗜盐生物，即耐受 15% 以上氯化钠浓度的微生物，常具有共同的细胞膜结构，一些嗜盐古菌乃至具有共同的紫膜结构，可经过捕获光能将质子移除出细胞，并将得到的质子梯度转化为化学能。
这些在高盐度环境中存活的生命首要采纳两种不同的战略来避免其细胞质的浸透效果导致的脱水。榜首种办法是将有机化合物积聚在细胞质中，这些物质称为相容性溶质，可作为浸透保护剂避免细胞质浸透失水。最常见的相容性溶质包含氨基酸、糖、多元醇等。而第二种办法则更为急进，经过让钾离子挑选性地进入细胞来进步细胞内浸透压。大多数古菌、酵母菌、藻类和真菌采纳榜首类办法，而少量中度嗜盐微生物则采纳第二类办法。
而这些嗜盐微生物能够运用各种动力。它们能够是需氧的也能够是厌氧的，能够经过光合、发酵、硫酸盐复原等多种办法获取能量。
或许在火星冰下湖中，也存在着相似的生命，等待着科学家们发现。
图 | 一种耐盐古菌
上火星，咱们是仔细的！
和生命存在相同值得等待的是，很多的液态水对未来的火星移民者来说是个好音讯。尽管钻探和淡化等需求的重型设备使得在火星上运用液态水还不太实际，但仍值得咱们继续重视。
以现在的状况来看，能够说美国仍旧是关于登陆火星爱好最为稠密的国家，在 NASA 不同程度的支撑之下，SpaceX、洛克希德·马丁和波音公司都拿出了方向各异的“殖民火星”方略图，为此各方时不时还要跳出来来一场“推特论争”。但也正是在你追我赶的比赛之中，人类登上火星的进度表又极大地向前推进了不少。
图丨马斯克转推了火星发现液态水的音讯
首要，咱们来重视一下洛克希德·马丁和波音两位大佬的登火计划。在上一年 9 月份世界宇航大会（IAC）上，洛马公司又拿出了现已不怎么新鲜的火星登陆器 MADV（Mars Ascent/Descent Vehicle）计划。
图丨 MADV 火星登陆器
依照详细规划，MADV 是一个以液氢液氧为推进剂可重复运用的“登火神器”，但在洛马公司的烘托之下，这种并不奥秘的动力办法竟被描述成了颇具科幻颜色的“水动力”（water-powered）引擎。
图丨 MADV 与火星空间站进行对接
而在波音方面，它则是 NASA 太空发射体系（Space Launch System，SLS）的首要承包商，凭借着当年制造登月火箭土星五号的经历，太空发射体系将成为新一代超重型火箭的代表，估计将会在 2020 年末首飞，2030 年前有期望带人前往火星。
图丨太空发射体系
波音公司对自己的实力非常自傲，乃至还一度为等火论题在网上和马斯克呛声。上一年 12 月 7 号，波音公司 CEO Dennis Muilenburg 就在推特上开门见山的说要在火星使命上打败马斯克，而老马天然也是不含糊，直接回复“Do it”，暗意“你试试！”。
图丨波音公司 CEO Dennis Muilenburg 推特呛声马斯克
说起马斯克的，这位“明日之子”的 SpaceX 担负起了另一条探究火星的途径。而已然以“太空探究”为公司命名、以“殖民火星”为终身使命，那么想必钢铁侠脑海中的进军火星计划是最为斗胆张狂的。
依据在上一年 9 月份世界宇航大会（IAC）上的最新修订计划，马斯克以较为保存可行的 BFR 计划替换掉了前一年非常急进的 ITS 计划。
详细来讲，用于火星使命的 BFR 火箭（Big Falcon Rocket）和 BFS 飞船（Big Falcon Spaceship）彻底遵从一以贯之的可重复运用精神来规划。待到发射时，即首要发射一枚“BFR+BFS”组合，之后 BFR 火箭回来，紧接着履行“BFR+推进剂补给船”组合发射，推进剂补给船在太空中给 BFS 飞船加注满推进剂。完结这一套流程之后，BFS 飞船便单独踏上了奔火之旅。
图丨 BFS 飞船烘托图
这儿需求介绍一下 BFS 飞船，它不同于咱们一般意义上的 7 人座太空飞船或 7 人座登月飞船，BFS 更像是一个豪华版的航天飞机。它直径约 9 米、总长 48 米、最大载重 150 吨。更具亮点的是 BFS 飞船上有 40 几个独立的日子舱室，能够一次性运载约 100 名乘客。
由于火星间隔地球最近时有 5500 万公里，最远时有 4 亿公里，所以不管怎么这趟旅程都需求至少半年左右的时刻，也正因而，BFS 飞船上设置了各种储物舱室、活动舱室。
不过，在抵达火星之后很快就会迎来榜首个严重检测，那就是怎么下降火星外表。在咱们日常的印象中，地球上的物体从高空掉落一般会选用伞降的办法来添加空气阻力、完成减速，但这一办法好像在火星上并不适用。
图丨 BFS 前往火星流程图
这是由于火星上较为特别的大气成分。火星大气中 90% 以上都是二氧化碳，且大气密度非常稀少，仅为地球外表的约 1/200。所以假如想要在火星外表完成平稳下降，那就必需求调配运用火箭助推器和下降伞，因而在 BFS 飞船的 6 台发动机规划中，就有两台是用于火星外表的下降与起飞。
已然是趟旅程，就必定不能是单程票，怎么能够使航天器在从火星回来地球时仍旧有满足的燃料就成了各家公司的难题。幸亏“火星狂人”祖布林供给了一个处理思路，简略了解就是抛却冗杂的辅佐航天器，直接运用火星上的资源制造燃料。
图丨萨巴蒂尔甲烷化反响公式
依据萨巴蒂尔甲烷化反响，火星上足够的二氧化碳和氢气在高温加压下反响能够出产出甲烷，即 BFS 猛禽发动机的燃料。至于氢气的由来，则首要依托火星上的固态水。这儿需求说一下，尽管此次有液态水在火星上被发现，但考虑到其储藏深、难采纳等缺陷，恐怕不会对火星上获取液态水资源有什么助力之处。而依照这个途径规划，只需火星上制成甲烷技能老练，那么打造火星——地球间往复航班就将不再悠远。
最终，需求提一下的是，尽管此次的火星液态水发现会添加人们关于火星生命的猎奇心，而关于人类登陆火星来讲暂时还没有什么实质性的协助。不过或许这种原汁原味的“火星水”本就是发现的一大亮点，或许未来的某一天，这将会成为人类炙手可热的奢华产品，你有没有爱好去借机掘得一桶金？标语都给你想好了——“咱们不出产水，我仅仅火星水的搬运工！”
