过去半个多世纪,人类探索深空的方式一直在变化。

从最初的登月,到火星探测器登陆,再到样品采集和返回,深空探测正在逐渐从一次性的“抵达式探索”,走向更加长期和系统的科学活动。

9月3日,在安徽合肥举行的2026年深空探测（天都）国际会议上,专家提出一个值得关注的判断:未来的深空探测不能只依靠从地球携带资源,而需要逐步具备利用地外环境和资源维持自身发展的能力。

换句话说,人类探索深空的目标,正在从“去过哪里”,转向“能在那里做什么,甚至能否留下来”。

这一理念的变化,正在重新定义未来深空探测的技术路线。

从“带足干粮”到“就地取材”,深空探测进入新阶段

传统深空探测具有明显的“一次性任务”特征。

探测器从地球出发,携带完成任务所需的能源,设备和物资,抵达目标天体后开展观测,采样或实验,任务结束后返回或者停止工作。

这种模式对短期探测非常有效,但如果未来人类希望在月球,火星甚至更远的天体上长期活动,仅依靠地球补给显然面临巨大挑战。

深空探测实验室执行主任史平彦在会上表示,技术发展正在让原位资源利用逐渐成为可能。未来深空探测有望从依靠地球补给,转向更多利用目标天体本身的资源。

这意味着,未来的探测器不仅要“会走”,还要“会利用环境”。

水冰,土壤,矿物以及其他可以开发利用的物质,都可能成为未来深空活动的重要资源。

如果这一模式逐步成熟,深空探测就可能从一次性任务转向具有持续运行能力的长期探索。

深空探索为什么越来越强调“留下来”

从1969年人类首次登月开始,深空探索曾经长期以“抵达”和“发现”为核心目标。

拍摄照片,采集样本,开展科学实验,完成任务后离开,是早期深空探测的典型模式。

但随着探测能力不断提升,科学家开始提出更长远的问题:人类能否在地外环境长期工作？能否建立稳定的基础设施？能否利用当地资源降低对地球的依赖？

这些问题实际上正在推动深空探测从“探索者思维”向“长期驻留思维”转变。

这种转变也意味着航天工程的评价标准正在发生变化。

未来一个深空项目是否成功,可能不只是看它有没有到达目标天体,还要看它能否降低运行成本,提高重复利用能力,形成稳定的技术体系,甚至形成一定的商业闭环。

商业航天加入,深空探测开始寻找“造血能力”

长期深空探测需要巨大的资金和持续不断的技术投入。

过去,政府和国家航天机构是深空探测的主要推动力量。随着商业航天快速发展,越来越多企业开始进入空间运输,卫星制造,空间基础设施以及相关技术领域。

专家认为,政府主导与商业力量结合,有望进一步降低深空探测成本,提高技术迭代效率。

商业航天所带来的变化不仅是资金来源更加多元,也可能推动深空探测建立更加完整的产业链。

如果未来能够形成“技术研发—装备制造—商业应用—收益反哺”的循环,深空探测就有可能从单纯依赖投入,逐渐形成一定程度的“造血能力”。

这也是可持续深空探测的重要基础。

探索地外生命,并不是简单地寻找“外星人”

在所有深空科学问题中,“宇宙中是否存在地外生命”无疑最受公众关注。

但科学家真正寻找的并不是影视作品中的“外星人”,而是能够证明生命存在或者曾经存在的可靠证据。

深空探测实验室行星科学研究中心主任秦礼萍介绍,地外生命探寻的核心任务,是寻找能够支撑生命存在的物质条件以及可能保存下来的生命痕迹。

这意味着科学家需要回答一系列更加基础的问题。

一个天体过去有没有液态水？

有没有适合生命存在的化学环境？

有机物是否存在？

这些物质是否可能由生物过程产生？

如果发现某种疑似生命信号,又如何证明它不是普通的地质或者化学过程造成的？

这些问题决定了地外生命探寻不会是一项能够轻易得到答案的任务。

即使最终没有发现地外生命,对其他天体宜居环境的研究也具有重要意义。通过比较地球和其他行星的演化过程,人类可以进一步认识地球生命的起源以及地球环境本身的演变规律。

火星成为寻找生命痕迹的重要目标

目前,火星,月球以及部分冰卫星都是地外生命研究的重要对象。

其中,火星尤其受到科学界关注。

大量研究表明,早期火星曾经存在液态水,相对较稠密的大气以及全球性磁场,具备形成宜居环境的重要条件。

问题在于,为什么曾经可能宜居的火星最终变成今天这样寒冷,干燥的星球？

火星环境究竟经历了怎样的变化？

生命是否曾经出现？

如果曾经出现,为什么最终没有延续下来？

这些问题既关系到火星本身,也关系到人类理解地球未来环境变化的能力。

因此,寻找火星生命痕迹实际上并不是一个孤立的科学问题,而是连接生命起源,行星演化和地球环境研究的重要入口。

天问三号准备“从火星带样品回家”

在这一背景下,中国天问三号任务备受关注。

根据最新公布的信息,天问三号任务已经转入初样研制阶段,计划于2028年前后发射,并计划于2031年前后携火星样品返回地球,有望成为人类历史上首个火星取样返回任务。

与单纯的火星遥感观测相比,火星取样返回的意义在于,科学家可以把来自火星的真实样品带回地球,利用地球上更加先进和复杂的实验设备进行长期研究。

天问三号任务首席科学家侯增谦表示,任务将“探寻火星潜在生命痕迹”作为首要科学目标,希望通过对返回样品进行精细分析,寻找可靠的生命信号。

如果最终发现确凿的生命证据,这将直接触及“地球之外是否存在过生命”这一重大科学问题。

而即便没有发现生命痕迹,这些火星样品仍具有不可替代的科研价值。

科学家可以从微观结构,分子组成和同位素等多个尺度研究火星物质,进一步了解火星地质历史,环境演化以及宜居性变化。

“到哪里采”是天问三号首先要解决的问题

火星取样并不是简单地把探测器降落到火星表面挖一铲土。

真正困难的是,要找到最值得采集的地方。

不同区域的地质年代,水活动历史以及环境条件并不相同,潜在生命信号的保存能力也存在差异。

目前,天问三号已经根据地质年代,水活动历史,宜居性和生命信号保存潜力等因素,初步遴选出8个候选着陆区,以提高获取高科学价值样品的可能性。

选定地点之后,还要解决如何采样的问题。

根据任务规划,探测器将开展钻取采样,最深深度约为2米。

之所以需要向地下延伸,是因为火星表面长期受到辐射,氧化和风化作用影响,潜在生命信号可能已经发生变化。

通过获取更深层的样品,可以尽可能保存火星更加原始的信息。

火星样品带回来之后,还要面对一个关键问题

火星取样返回还有一个特殊难题:污染控制。

一方面,人类必须防止地球微生物进入火星样品,否则可能干扰科学家判断火星是否存在过生命。

另一方面,返回地球的火星样品也必须进行严格隔离,确保其中不存在可能对地球环境产生影响的未知风险。

因此,行星保护并不是任务结束后的附加环节,而是从采样地点选择,探测器设计到样品返回全过程都必须考虑的问题。

目前,相关团队正推进行星保护实验室等设施建设,为未来火星样品的安全接收和分析做好准备。

从火星取样到长期驻留,技术路线正在逐步延伸

天问三号解决的是“如何从火星获取并带回样品”的问题。

而更长远的深空探测,还需要解决“如何在那里持续工作”的问题。

这两个方向看似不同,实际上存在紧密联系。

取样需要更加精准的自主导航,着陆,移动和采样能力；长期驻留则需要进一步发展能源供应,资源利用,环境适应和自主维护能力。

随着这些技术不断成熟,未来深空探测有可能形成一条更加完整的发展路线:

从远距离观测,到抵达目标天体；从短期工作,到长期运行；从依赖地球补给,到利用原位资源；再从单次科学任务,逐步走向持续性的深空基础设施建设。

深空探测的下一站,可能是“可持续”

过去几十年,人类深空探索不断刷新“第一次”。

第一次登月,第一次火星着陆,第一次小行星采样,第一次从月球背面带回样品。

但未来的竞争重点可能逐渐发生变化。

真正困难的问题不再只是“能不能到达”,而是“能不能长期运行”,“能不能降低成本”,“能不能利用当地资源”,以及“能不能让下一次任务比上一次更加高效”。

从这个意义上说,可持续深空探测并不是一句宏大的口号,而是未来航天工程必须面对的现实课题。

天问三号正在向火星样品返回迈进,商业航天正在为深空探索提供新的产业动力,原位资源利用则为长期驻留打开想象空间。

当这些技术逐渐汇聚,人类探索深空的方式也可能发生根本改变。

从“带足干粮去远方”,到学会利用远方的资源生存；从“到此一游”,到建设能够持续运行的深空基地。

这或许正是未来深空探测最值得期待的方向。