美国NASA火星探测五十周年 盘点火星探索新发现
天文学家发现火星表面斜坡上有随季节变化的线条状痕迹。
好奇号探测车所拍摄到的盖尔陨坑影像，地层证据显示这里过去曾有流动的水。
艺术家的想像图，太阳风将火星大气吹走。
火星和月球探测车所行驶的距离比较。
MRO所拍摄到的小猎犬号。
（神秘的地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：胡佳伶 任职于台北市立天文科学教育馆）：1965年7月14日水手四号抵达火星，至今已经五十个年头。回顾过去，世界各国发射了许多火星探索任务，从飞掠、轨道卫星、登陆器，到探测车，其实火星探测并不总是一帆风顺，竟只有比一半略高的成功机率，也正因为如此，成功的时刻更是让人热血沸腾！美国航太总署（NASA）就特别为火星探测五十周年制作了一部精彩影片，航向火星、重温当时的悸动。
NASA更趁着火星热，推出了「MarsTrek」网站，这可以说是NASA版的火星Google map，可以察看不同火星任务所拍摄的2D及3D影像，在右边的工具栏还能选取不同影像层，切换不同镜头，甚至包括热能影像和雷射影像。
1.火星勘测轨道卫星（Mars Reconnaissance Orbiter，MRO）发现火星现在仍有液态水
若问2015年底天文界最火红的电影是什么？当然非《绝地救援》莫属！这部电影不但狂扫全球票房，原著更成为近年来最红的科幻小说。麦特．戴蒙在电影中饰演被独自困在火星上的太空人马克．瓦特尼，为了制造液态水种植马铃薯吃尽苦头。电影在2015年10月1日上映，正当宣传如火如荼之际，美国航太总署（NASA）就趁着这股电影带动的人气，在9月28日举行记者会，公布在火星表面发现液态水的证据！
在这之前，科学家谈到火星上的水，通常讨论的是历史上曾经存在的水，或是冰冻的水。但这项最新的发现是：火星「现在」还有「液态水」！而《绝地救援》剧组当然也没放过这个机会，请麦特．戴蒙拍了一段短片，拿着一杯开水对着镜头干杯：「恭喜NASA的科学家们发现火星上有液态水存在！这真是个大新闻！真希望我被困在火星上的时候知道这件事，不过…… 下次我就知道有水了！」2010年，卢金德拉．欧嘉（Lujendra Ojha）还是美国亚历桑纳大学的大学生，他在火星勘测轨道卫星的高解析相机（HiRISE，High Resolution Imaging Science Experiment）影像中发现了季节性斜坡条纹（recurring slope lineae，简称RSL） 。这些条纹出现在火星的陡峭山坡，在温度高于摄氏零下23度时出现，较冷时又会消失（动画），在这之后，HiRISE发现了越来越多季节性斜坡条纹的踪迹。
欧嘉等人利用火星勘测轨道卫星的光谱仪（CRISM，Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars），在季节性斜坡条纹最宽的时候，侦测到水合过氯酸盐的证据（过氯酸镁、氯酸镁以及过氯酸钠的水合物，光谱仪的分析结果请见上图），而有些过氯酸盐能将液体的凝固点降低至摄氏零下70度。
至于这些水是从何而来？科学家提出了三种可能性。第一种是过氯酸盐会在火星空气特别潮湿时，吸收大气中的水分；第二种是火星地下的冰层与盐类接触后，融化形成盐水；第三种可能，则来自地下的含水土层。欧嘉认为水在地表下方浅层流动，并透过毛细作用渗到地面将过氯酸盐水合，形成我们看到的黑色条纹。这项研究发表在2015年9月28日出版的《自然地球科学》（Nature Geoscience）期刊。
2.好奇号确认火星过去曾有湖泊
2015年10月8日，NASA又召开记者会，发布好奇号（Curiosity）火星探测车在盖尔陨石坑（Gale Crater）进行地质研究，发现此处在过去33-38亿年间，曾有河流和湖泊长期存在，使得沉积物逐渐累积形成夏普山（Mount Sharp）较低矮的地层。在这之前，科学家还无法确认这些一层层的沉积物是由风或水的作用所造成的，这篇研究发表在《科学》（Science）期刊。
如果想体验驾驶好奇号漫步火星的乐趣，NASA出版的Experience Curiosity可以让你驾驶好奇号，并可控制好奇号中主相机、导航相机、避险相机等设备，监测好奇号行走时，周边环境的同步变化，操作超简单，大家不妨上线亲自试试！
其实不只是火星探测器，地面上的望远镜也能研究火星的过去！科学家想知道火星在年轻时到底蕴藏多少水？这些水又是如何流失？他们使用了地球上三个主要的红外线望远镜，从地面观测火星可见的半球面，研究火星大气的水分子。结果显示，火星大气中的纯水与重水比例，在不同位置及季节会改变。重水的水分子中包含了氢（H）的同位素─氘（D），当氢逸散到太空时，氘依然会被捕捉在火星大气的水循环中。
研究人员发现，在火星极冠的冰帽中含有丰富的氘，这表示火星已经损失相当大量且巨观的水了！他们发现，火星中的重水含量比地球海洋的还多，可以估算出现今的火星只保留古代海洋13%的水，存放在极冠的冰帽中，另87%消失的水，已经都逸散到太空中了！这也表示，早期的火星看起来与现在的面貌大不相同，以前应该有数量可观的水覆盖火星地表。这些水可能在火星北半球一区相当平坦，但呈现凹陷的平原，形成占据火星表面约20%区域的海洋，这个海洋曾经的深度可能和地中海的平均深度差不多。
结合火星地形与目前最新的水量流失预测，研究人员可以模拟火星古代的海洋原貌，以及这些水是如何逸散到太空。火星数十亿年来不断流失大气层，也失去保水所需的压力及温度，导致海洋退缩。留存下来的水，现在都冻结保存在火星南北极区中，形成了我们所看到的极冠。现在我们已经知道火星有水的时间，远长过我们以前的认知，从好奇号的观察得知，它有水的时间已经超过15亿年了，比地球上生命演化的时间更长，而在这段时间内，究竟是否能够发展出生命呢？
3.MAVEN确认太阳风吹走火星大气
11月6日，NASA公布了另一项关于火星大气的重大发现。科学家认为在数十亿年前，温暖的火星有厚厚的大气，地表上还有水在流动，当时环境足以让生命蓬勃发展，但为何现在只剩稀薄的大气和遍野荒凉？科学家认为这是因为火星不像地球拥有全球性磁场的保护（火星有数百个伞状磁区零散分布，也是有极光的喔），因此火星大气上层的带电气体会被太阳风产生的电场加速，散逸到太空中。
NASA 在2013年11月发射的火星大气与挥发物演化任务号探测船（Mars Atmosphere andVolatile Evolution，简称MAVEN）于2014年9月18日抵达火星轨道。 MAVEN发现太阳风将火星大气吹走，让一度像是地球的火星大气变成今日「薄如纸、干如骨」的模样！ MAVEN的观测显示太阳风以每秒 100 克的速率吹走火星大气；而在2015年3月的太阳风暴时，也记录到大气加速流失的情形！数十亿年前，太阳活动更为剧烈，当时的大气流失想必更为严重。这篇研究发表在《科学》期刊。
4.好奇号首次在火星表面确定侦测到有机质
火星探测车好奇号在它周围的大气中侦测到甲烷这种有机分子陡增10倍又回复常态的现象，也在钻取下来的岩石碎屑样本中侦测到其他有机分子（有机质是不同比例的碳氢氧元素组成的化合物）！甲烷丰度陡增又回复常态，显示该地必定有某种小范围的局部性甲烷来源。但目前尚无法确定甲烷源自生物过程，或非生物性的无机过程（橄榄石蛇纹岩化的过程也会产生甲烷）。部分媒体宣称「已经在火星上发现细菌」的报导是不正确的，各位读者可要明察秋毫！
5.火星探测任务近况
目前仍活跃的火星探索任务有七个， 其中有五个轨道卫星：2013年美国航太总署发射的MAVEN、印度发射的火星轨道探测器（Mars Orbiter Mission，简称MOM），2001年NASA发射的火星奥德赛号（Mars Odyssey），2005年NASA发射的火星勘测轨道卫星，2003年欧洲太空总署（ESA）发射的火星特快车号（Mars Express）；另外也有两辆探测车目前仍活跃于火星上：2001年NASA发射的好奇号，以及2003年NASA发射的机会号（Opportunity）。
最近火星上的机会号完成了一项惊人的创举， 它花了漫长的11年又2个月，跑完一场42.195公里的马拉松！机会号不但是人类所设计在地球以外表面行驶最久的载具， 更神奇的是原本机会号的设计只计画运作三个月时间， 但依靠着太阳能动力， 机会号从2004年1月登陆火星， 至今仍在火星上探索！
另一项令人震惊的新闻是，2003年失踪的英国火星登陆器──小猎犬2号（Beagle 2）一直音讯全无，但NASA的火星勘测轨道卫星竟然在事隔十多年后，在火星表面拍摄到小猎犬2号的踪迹！
除了目前仍活跃的七个火星任务，欧洲太空总署在2016年3月成功发射了「火星天文生物学任务」（Exobiology on Mars，简称ExoMars）的火星微量气体探测轨道卫星（Trace Gas Orbiter，简称TGO），预计2016年10月19日入轨。未来几年还有2018年的美国航太总署洞察号（Insight）登陆器，2020年欧洲太空总署火星天文生物学任务的探测车，和美国航太总署的Mars 2020探测车。相信这些未来的火星探测任务，能帮助我们更了解火星的适居性，寻找火星上是否曾有微生物的踪迹，更重要的当然是为2030年代将人类送上火星做准备！也请各位拭目以待啰！
