寻找生命的可能新火星洞穴目标

一张THEMIS图片显示了可能进入火星洞穴的入口，被称为“七姐妹”。从左上角顺时针排列：德纳、克洛伊、温蒂、安妮、艾比、尼基和珍妮。箭头表示太阳光照的方向（I）和北方的方向（N）。

一颗绕火星运行的卫星最近在火星赤道附近发现了七个黑点，科学家认为这些黑点可能是地下洞穴的入口。

这些足球场大小的洞是由火星奥德赛的热发射成像系统（THEMIS）观测到的，并以发现它们的研究人员的亲人命名为七姐妹——德纳、克洛伊、温蒂、安妮、艾比、尼基和珍妮。这些潜在的洞穴是在一座巨大的火星火山Arisa Mons附近发现的。它们的开口宽约330至820英尺（100至250米），其中一个叫德纳的开口被认为延伸到地球表面下近430英尺（130米）。

研究人员希望这一发现能使人们更加集中地在火星上进行探索。

“火星上的洞穴可能成为未来探险家的栖息地，也可能是唯一保存过去或现在微生物生命证据的结构，”北亚利桑那大学的格伦·库欣说，他在照片中首次发现了这些黑色区域。

地球上的一个项目旨在改进THEMIS用于寻找火星洞穴的视觉和红外技术，并开发有一天可以进入洞穴并进行探索的机器人。

在地球上练习

该项目名为“地球-火星洞穴探测计划”，正准备进入第二阶段，在此期间，科学家将在“火星模拟”地点测试他们的方法，这些地点是与火星景观相似的陆地环境。这些地点将包括干燥、酷热的沙漠，如加利福尼亚州的莫哈韦和智利的阿塔卡马，以及冰岛和南极洲等寒冷的环境。

在该项目的第一阶段，研究人员使用一种名为量子阱红外光电探测器（QWIP）的实验性红外探测器，以及使用手持热像仪在地面收集的数据，获得了亚利桑那州和新墨西哥州十几个洞穴的热特征。

使用QWIP的洞穴探测是通过发现景观中温度与周围环境不同的区域来实现的。在洞穴里，由于缺乏阳光，温度几乎是恒定的。室外的温度随着太阳的升起和落山而波动。在洞穴入口处，这两种温度状态混合在一起，形成了一种独特的热特征，根据一天中的时间，这种特征可以比周围环境更温暖，也可以更凉爽。

美国国家航空航天局戈达德航天飞行中心仪器系统与技术中心首席工程师、研究小组成员Murzy Jhabvala说：“这些洞穴显示为寒冷海洋中的热点，或温暖海洋中的冷点。”

仍在分析中的数据看起来很有希望。在一系列图像中，研究人员在24小时内拍摄了新墨西哥州Xenolyst洞穴的热图像。在一些图片中可以清楚地看到洞穴的开口。

“它会扑向你，”美国地质调查局和北亚利桑那大学的生物地质学家（洞穴生物学家）朱特·韦恩说。“在黎明前和深夜的拍摄中，它像圣诞树一样亮起。在白天的拍摄中它有点短暂。”

在第二阶段，研究人员将调整他们的技术，找出最佳波长和一天中洞穴狩猎的最佳时间。“在这样做的过程中，我们将把这些应用程序应用到火星轨道飞行器平台上，”Wynne说，他也是地球-火星洞穴探测项目的负责人。

机器人洞穴探险者

该项目团队还旨在设计能够在发现火星洞穴后探索洞穴的机器人。美国国家航空航天局埃姆斯和SETI研究所的行星地质学家Natalie Cabrol将参与该项目的这一部分。

Cabrol是火星机器人的老手。在勇气号和机遇号被送往火星之前，她在智利阿塔卡马沙漠对机器人漫游车进行了现场测试，帮助工程师完善了他们的设计。

研究人员可能需要设计不止一种类型的洞穴探索者机器人。Cabrol在接受电话采访时说：“洞穴有很多种。”“我们可能会想出一个非常通用的设计……也可能会想出几个设计。”

Cabrol说，如果这些洞穴有一个相对简单的结构，比如熔岩管，它是由流动的岩浆雕刻而成的洞穴，并且相对简单笔直，那么漫游车型机器人可能会工作。她说：“我怀疑，像现在这样配备的漫游车能否在几何形状更复杂的洞穴中做好工作。”

对想法持开放态度

研究人员还考虑了其他机器人设计的可能性，包括将几个微型机器人一起部署到洞穴中。

Wynne在接受太空网采访时表示：“你可以在一个你认为有洞穴的区域上空用小鸟球的方式投掷一系列微型球。”然后，微型机器人可以使用声纳或其他方法来确认洞穴的存在并确定其位置。

Cabrol说，无论团队的机器人探险家最终采用何种形式，它都必须敏捷，有一些基本的自我意识，具有出色的夜视能力，并有能力以某种创新的方式相互交流，因为传统的无线电通信在洞穴中可能不太好用。

她补充道：“在这方面，我们已经站在了起跑线上。”“这真是太令人兴奋了。这真的是一个到处都是想法的时候。”