转自：中国科学报

六月底的北京，蝉鸣不绝，暑气逼人。一个星期五的午后，当记者走进中国科学院院士侯增谦位于中国地质科学院的办公室时，尼古丁的气息扑面而来——这位天问三号首席科学家正埋首于案前，指间还燃着一支即将吸尽的香烟。

6月19日，侯增谦与合作者在《自然—天文学》期刊发文，首次系统阐述了中国天问三号火星探测任务的科学蓝图。这项计划于2028年发射、2031年实现样品返回的探测任务，有望创造人类首次从火星带回样本的历史性突破。

“这是中国行星探测工程的关键一步。”侯增谦掐灭烟，向记者介绍道。目前，该任务攻关进度如何？将采取哪些手段探寻生命目标？应对首个火星取样中的潜在挑战？同时担任国家行星探测工程首席科学家的侯增谦就此回应了《中国科学报》的专访。

迈向“双轮驱动”新纪元

《中国科学报》：天问三号任务将于2028年发射，此时在国际科学期刊上与世界见面有何深意？

侯增谦：这是中国行星探测工程的关键一步。过去，我国深空探测任务主要是工程驱动，就像“搂草打兔子”，首先实现探测能力和工程突破，然后再谈解决科学问题。现在，天问三号正处于从过去的工程驱动，向工程和科学双轮驱动的战略转型时期。

天问一号成功登陆火星已经展现了我们的工程技术能力。下一步，我们的火星探测想解决什么科学问题？实现什么样的科学目标？又如何去实现？我们希望与国际社会分享这些议题，展示中国科学探索的能力。

《中国科学报》：请就天问三号任务做个介绍。

侯增谦：天问三号任务预计将于2028年前后发射，2031年前后实现不少于500克火星样品返回。探测器发射后需要飞行七八个月到达火星，在火星工作约一年后返回地球，整个过程需要三年多时间。我们希望能在火星样品取回任务上抢占先机，给中国科学家和国际社会提供一个前所未有的认识火星的重大机遇。

《中国科学报》：天问三号的主要科学目标是什么？

侯增谦：我们确立了三个主要科学目标：一是寻找火星潜在的生命迹象，包括生命标志物、化石、古菌等；二是研究火星的宜居性演化，如火星水、大气、海洋的演变；三是了解火星地质结构及其演化历程，包括火壳、火幔和火核从表面构造到内部结构的演化历史等等。

这三个主要科学目标相互关联，生命的起源需要宜居环境，生命繁衍与环境会协同演进，宜居性演变和地质构造又密切相关。围绕这三个目标，还设有九个研究主题，涉及生命元素、环境、地质等多个方面，以增进对太阳系内这颗类地行星的了解。

《中国科学报》：这些目标将如何实现？

侯增谦：我们设计了覆盖三大科学主题的“全链条探测策略”，特别是针对火星潜在生命遗迹，包括了四大关键研究模块——采哪里、选哪些、怎么采、如何用。通过回答这些问题，以期解开火星是否曾存在生命的未解之谜。

“三管齐下”，构建取样“中国方案”

《中国科学报》：天问三号将如何取样？与国际上同类任务相比有何特色？

侯增谦：工程总体初步设计了三种取样方式：表土铲取；深层钻探；及无人机辅助抓取相结合的方式，确保样品的多样性与科学价值。天问三号不会携带火星车，我们将使用无人机在着陆点附近数百米进行远距离采样，同时最大限度地避免探测器着陆带来的潜在污染。

同时，通过两米深钻取样在国际上也将是首次。此前美国“毅力号”火星车在杰泽罗陨石坑开展沿途钻孔采样，取样深度约5毫米，只能获取浅表层样品。“毅力号”仅负责观测采样，将样品返回地球则需要未来后续任务的支撑。而中国天问三号将一次实现采样与返回。

《中国科学报》：污染控制有何重要性？将如何解决相关挑战？

侯增谦：行星保护是深空探测领域的一个重大问题，污染防控是必须着力解决的一个重要问题。无论是前向污染——即探测器对火星的污染，还是后向污染——即将火星样品带回地球时可能造成的污染，都是我们必须严格控制的。

中国作为第一个实施火星取样返回的国家，将严格遵循空间研究委员会的行星保护政策（以下简称COSPAR政策），保护火星环境不受地球物质的污染，防控火星潜在生命对地球生物圈的污染，避免样品“假阳性”，力求样品“高保真”，确保获得真实可靠的科学成果。

天问三号任务将构建从火星表面采集、密封、转运直至返回地球后分析的全流程样品原始性保真链条。同时，我们也将筹建一个具有高级防护能力的火星样品实验室，设置超洁净区和生物安全区，对返回样品进行严格的消杀、解封、处理和生物风险评估。

《中国科学报》：任务将如何通过着陆区选址推动科学目标的实现？

侯增谦：着陆区的选址至关重要，直接关系到科学目标的实现。我们已从最初80多个预选着陆区逐步缩减到目前的19个，到2026年底将最终确定3个作为工程发射的候选着陆区。

着陆区选址需要综合考虑工程约束和科学因素。受工程约束，着陆区需要在北纬17度到30度之间选择。从科学上来说，着陆区要选择最有可能有生命繁衍和保存生命痕迹的地方。

《中国科学报》：任务科学团队如何推演一个理想的着陆区？

侯增谦：这如同在地球上找矿，我们首先要研究，形成一个大矿需要什么条件，发育在什么构造环境，成矿物质如何储运与富集，成矿流体如何迁移与汇聚，金属物质如何储集与沉淀。在此基础上，建立成矿理论与成矿模型，然后，按照理论认知，采用技术方法，进行成矿预测，进行“大海捞针”。

在火星上寻找适宜生命存在的着陆区，同样首先需要研究生命诞生、繁衍与保存的条件，建立潜在生命描述模型和预测模型。火星生命是液态水、大气、适宜温度、磁场、内部构造等多圈层多要素耦合的结果，理想着陆点的应满足宜居性和适宜生命发展的内在要求。

比如，我们首先需要确定火星40亿~35亿年前的沉积建造，因为按现在的认知，这个时期的火星不仅有磁场，而且有大量的水活动，地质记录显示存在温暖湿润气候环境，持续时间为几十万到数百万年，覆盖潜在生命诞生和繁衍所需的时间。然后，我们“以水追源”，利用卫星图像和高光谱数据，查明火星表层曾经发育的水系和水体，识别含水矿物和蚀变矿物，追踪水活动或热液活动的空间，并通过水/岩反应的矿物记录，分析生命起源条件和繁衍水体类型，进一步确定潜在生命遗迹的保存载体。按照潜在生命预测模型，提取火星生命起源、繁衍与保存的各类标志，通过综合评价和系统对比，最终圈定潜在生命的高概率地区。

全链条开放筑太空“丝路”

《中国科学报》：国际同行对这篇文章有何看法？

侯增谦：国际评审专家认为，这篇前瞻性文章非常引人入胜，系统阐述了中国火星样本返回任务的总体规划和科学目标，为国际科学界理解天问三号任务规划提供了极具价值的全景视角。

《中国科学报》：天问三号在国际合作方面有哪些举措？

侯增谦：中国在天问三号任务上采取全流程、全链条的开放合作态度。从科学目标的凝练、载荷研究与搭载，再到返回样品的联合研究，我们都全面对外开放。我们希望通过行星探测工程，搭建全球科学家合作研究的平台，共同推动全人类共同的科学探索事业。

比如，在科学目标制定方面，我们曾在合肥举办国际会议，邀请国际专家参与论证。在载荷搭载方面，我们也对外发布国际公告，征集其他国家搭载载荷。样品返回后，在确保安全的前提下，我们也会向国际科学家开放。

《中国科学报》：目前，任务攻关处于什么进度？

侯增谦：天问三号任务分几个不同的工程系统，多数系统的关键技术攻关已基本完成，部分攻关仍在进行。探测器等系统研制分为试样、初样和正样，目前试样已经开始研制。科学任务团队正在利用各种火星观测数据，开展示范性和试验性研究，正在紧锣密鼓地推进着陆区选址工作。同时，为了确保实现首要科学目标，正在加紧进行以火星生命探寻为核心的全链条研究。

《中国科学报》：开展深空探测与自由探索有何不同？

侯增谦：行星探测，是一个系统工程，需要集体作战，靠一个人一个团队是完不成的，属于典型的有组织科技创新活动，任务目标与时间节点非常明确，需要限时完成，这跟自由探索研究有很大不同。相对来说，自由探索需要比较宽松的环境和灵活的时间安排。

《中国科学报》：担任天问三号首席科学家以来，你的工作节奏有变化吗？

侯增谦：任务更繁重了，节奏肯定比过去更快了，晚上差不多1点前没有睡过觉，一天休息五六个小时吧。因为我兼任着国家深地科技重大专项副总师的工作，同时还在做一些地球科学研究工作。