一个尚未被开发的探索领域

　　火星洞穴 里会有生命吗？
　　这的确是个好问题，但在科学家眼里，目前还不是问这个问题的时候。可以等我们真正了解了该如何研究月球、火星和其他星球上的洞穴时，到时再回到这个问题上。
　　近日，两项发表在《地球物理研究·行星》的行星洞穴特刊上的研究，为探索地球之外的洞穴提供了新的指引。
　　第一项研究被称为《行星洞穴研究中的基本科学和工程学问题》，它由31名科学家、工程师和宇航员组成的跨学科团队完成。他们提出了一份包含 198个问题的清单 ，并与另外82位空间和洞穴科学家和工程师合作，进一步将这份清单浓缩成53个最重要的问题。
　　利用空间科学界的大量知识， 这项工作成了首个旨在确定地外洞穴探索和工程学优先事项的研究 ，从而推进行星洞穴研究的发展。团队希望他们的工作将为最终支持机器人和人类在地外洞穴（比如月球或火星） 的任务所需要的方面提供参考。
　　第二篇论文被称为《行星洞穴：太阳系视角的产物与过程》，它源自第一项研究。科学家意识到，一直以来，还没有研究对整个太阳系的行星洞穴进行编目。而这会为我们提供一个更广阔的视角。而一个行星科学家团队想要解决这个问题。
　　两项研究的领导者、洞穴科学家 杰特·魏恩 （Jut Wynne） 表示，他希望这两篇基础性的论文，有助于推动行星洞穴研究从曾经的＂空想＂，发展到真正开始探测行星地下的样子。
　　对地外洞穴的了解
　　地外洞穴 ，主要指其他类行星天体上的洞穴，它们的数量有很多。科学家已经在太阳系的11颗行星和卫星上（包括月球、火星以及木星和土星的卫星） 发现了至少3545个潜在的洞穴。洞穴形成过程甚至在彗星和小行星上也已经被发现。
　　发现的可能的洞穴入口的类行星天体（图中顶部），括号内是每个类行星天体上的特征数量；以及月球（中间）和火星（底部）上可能的洞穴入口的位置。（图／AGU, Wynne,   J. et al., Journal of Geophysical Research-Planets  , 2022）
　　如果周围的环境能够让进入地下成为可能，那就为科学发现提供了一个前所未有的机会。这些洞穴中可能会有非常惊人的发现。 洞穴有机会让科学家＂窥视＂岩体和冰体的深处，带来有关它们如何形成的见解，甚至还能提供关于地球如何形成的进一步认识 。
　　当然，它们也可能拥有生命的秘密。
　　许多行星表面的洞穴代表了寻找已灭绝或现存可能的生命形式证据的最佳环境之一。例如，由于火星洞穴可以避开致命的表面辐射和猛烈的风暴，与火星表面相比，它们更有可能拥有更恒定的温度体系，有些甚至可能含有水冰。这就让火星上的洞穴成了寻找生命的最重要探索目标之一。
　　而且，不仅仅是寻找生命。类似的因素也让洞穴成为火星和月球载人任务中宇航员的避风港，因为辐射屏蔽正是人类探索月球和火星的关键之一。一个可能的解决方案便是利用洞穴。
　　地球带来的启发
　　近二十年来，行星洞穴研究一直与地球上的各种洞穴研究互相独立。
　　事实上， 洞穴环境往往支持着独特的生态系统 ，这些生态系统有时和同一片地区的地表生态系统存在着很大的差距。也许，月球或火星上的洞穴也有着类似的情况。
　　如今， 大量空间研究项目都在帮助推进洞穴探测技术 。科学家对洞穴栖息地建模时，也许不再刻意区分一个洞穴是地球上的还是地外的。洞穴环境有足够的相似性，可以做出合理的预测。
　　比如，地球洞穴的特点是完全黑暗，温度稳定，接近年平均地表温度，空气流动少或没有，接近水饱和的状态。而其他天体的洞穴很可能也表现出类似的环境条件。但那些环境还会受到星球表面条件和洞穴内部结构的影响。
　　其实，还有一种更有趣的视角来看这个问题。
　　我们的祖先在洞穴中生活了数十万年。他们随后又建造了自己的洞穴。未来，随着人类向其他世界的扩展，也许洞穴可以提供类似的效用。
　　研究人员在南极洲测试NDX-3行星宇航服。钻探和挖掘工具的进步将对行星洞穴的研究、栖居和救援行动至关重要。（图／NASA, JPL, Caltech）
　　虽然星球尺度上的地形改造可能是一个终极目标，但是借助预先存在的大型地质结构，比如洞穴和熔岩管，也许能成为一种更实用的方法，引导技术不断走向成熟，最终达到能够掌握整个星球表面的程度。
　　现有的进展
　　虽然目前这类研究大部分仍是前瞻性的，但科学家仍需要考虑目前已有的资源、研究和支持。
　　比如，大量 机器人平台和仪器套件 正在接受测试。如果有足够的资金支持，未来5到10年内，在月球或火星洞穴开展探索任务或许就将成为可能。新研究还展望了宇航服技术、居住舱和硬件方面所需的进步，这些都让人类未来有机会在月球和火星的地下安全地工作甚至生活。
　　杰特·魏恩（右）与机器人专家在熔岩管洞穴中实地测试攀岩机器人的早期原型。（图／NASA, JPL, Caltech）
　　魏恩认为， 这是行星科学中一个尚未开发的探索领域 ，它在探索地外生命中也有着不可忽视的重要性。＂在有生之年，我们很可能有幸一窥火星地下，来解决‘地球之外是否存在生命’这个古老的问题。＂
　　参考来源：
　　https://news.nau.edu/space-exploration-goes-underground/
　　封面图&首图：Max Pixel