“太空先锋”是一套前沿科普读物，由6册组成。本套丛书论述了航天技术的科学原理、技术应用及对社会的影响。这套丛书对改变并将继续改变太空技术和空间探索历程的科学家、重大事件、关键性发明、国际间合作及重要试验等进行了精彩的描述。

《宇宙中的生命》是”太空先锋”丛书中的一本，该书展现了如何利用太空技术在太阳系其他地方寻找生命(现存的或已灭绝的)；讨论了外空生物学(关于太空生命，涉及到了各学科领域——包括天文学、生物学和地理学等方面)，以及如何利用这些技术控制无人驾驶宇宙飞船寻找地外生命。书中贯穿的知识窗阐述了基本的科学概念、在太空探索中重要科学家生平传记——这些将使读者得以欣赏到关于外星生命的基本理论是如何起源的。

本书中插有75幅黑白照片和结构原理示意图，附有太空技术研发大事记。对所有希望了解太空知识和航天技术的高中学生、教师和广大读者来说，“太空先锋”系列丛书具备最好的科学性、可读性和趣味性。

本书描述了从人类最初对宇宙的好奇到如今采用科技手段对宇宙的探查，尤其是对宇宙生命迹象的搜寻。内容包括：人类起初简单地用肉眼观测到的情况，用粗略的仪器观测到的情况，以及实现太空搜寻任务时观测到的情况。除此之外，还进行了一些相关科学内容的讨论，包括生命形式、太空旅行和星际污染等，并对未来进一步的宇宙探索提出了展望。

主译的话

前言

鸣谢

简介

◇1 外星生命：从科幻小说到火星岩石

外星动物：科幻小说还是事实？

乔达诺·布鲁诺(1548－1600)

帕西瓦尔·罗威尔与火星沟渠

赫伯特·乔治·威尔斯和来自火星的侵略者

机器人与半机器人

其他有影响力的先太空时期作家

太空时代观念的火星

火星陨石

◇2 宇宙中的生命

人择原理

地球几岁了？

折中原则

适合长期居住的地区

极端微生物

胚种论

我们由星尘构成产生

地球是星系中最不平常但最幸运的行星吗？

楷亚假设

外星灾难理论

◇3 宇宙生物学理论：科学家怎样搜寻外星生命

氨基酸

外星生命沙文主义

恒星的光谱分类

美国国家航空航天局的“海盗号”工程

美国国家航空航天局减少“海盗号”登陆器生物

负荷的方法

深空网(DSN)

美国国家航空航天局的起源计划

斯皮策太空望远镜(SST)

凯克干涉仪

干涉仪

大型双筒望远镜干涉仪

◇4 火星生命探寻

“火星探路者”任务

“火星全球观测者”任务

“火星奥德赛2001号”任务

“火星快车号”任务

“火星探测漫游车(MER)2003号”任务

火星勘测人造卫星(MRO) 

更聪慧的机器人到达红色星球

火星采样返回任务(MSRM)

第一个人类火星探险队

◇5 在太阳系内的其他地方寻找生命

木卫二

关于木卫二(Europa)的一些趣闻

泰坦(Titan) 

一些关于泰坦的趣闻

“惠更斯”探测器

关于土卫二(Enceladus)的趣闻

探寻太阳系中的小星体

◇6 地球以外的污染：微生物世界的战争

检疫隔离草案

星际检疫隔离计划

阿波罗登月计划

“阿波罗11号”，人类首次来到另外的世界

对后污染的防范

“起源号”太阳风粒子收集任务

太空检疫隔离设备

探索火星引发的污染问题

无菌室

防止木卫二遭受污染

◇7 适于居住的遥远星球

(行星的)掩星现象

红外线天文学

小结一寻找太阳系外行星的技术

太空干涉测量法任务

生命世界的信号

◇8 外星智慧生命搜寻(SETI)

发现脉冲星

射电天文学

奥兹玛计划

水洞

绿岸射频望远镜

“独眼巨人”计划

德雷克方程

费米悖论——他们在哪儿？

古代的天文学理论

实验室假说

推测外星人的本性

◇9 星际信息的传播：阿雷西沃天文台发送的信息、

“先驱者号"的金属信息板、“旅行者"的记录

阿雷西沃天文台发送的信息

阿雷西沃天文台

你会对一个“小绿色人”说什么呢

“先驱者10号”和“先驱者11号”探测器的星际旅行

“旅行者”星际任务(VIM)

◇10 播撒生命：星际探测器与恒星飞船的设计

月球基地和定居地

关于火星前哨站和表面基地的设想

行星工程

庞大的太空定居地一太阳系文明的特色

遍及四方的人类太空城

戴尔森球

恒星飞船

设计星际探测器

自我复制系统理论及运行

自我复制系统的地外影响

自我复制系统的摔制

◇11 人类与外星生命相遇：接触的结果

不明飞行物

UFO报告分类标准

UFO证据分类标准

星际间接触的结果

宇宙宗教

◇12 结语

大事年表

译者感言

◇更聪慧的机器人到达红色星球

美国国家航空航天局计划的“凤凰火星侦察者”将在火星北极长期冰帽附近的冰雪土地着陆，并探测这些土壤及相关岩石中水的历史。作为美国国家航空航天局第一个探测火星上是否存在现代生存物的任务，这个精密的太空机器人在搜寻含碳成分方面打开了一道新门(距此最近的搜寻是20世纪70年代的“海盗1号”和“海盗2号”任务)。

“凤凰号”宇宙太空飞船现已改进，并于2007年8月发射成功。2008年5月，这个机器人探测器将登陆在火星极地的一个预选地区。“火星奥德赛2001号”绕轨太空飞船曾确认这个地区地下次层土壤中高度集冰。“凤凰号”是一个固定登陆器，这就意味着它是不能在火星表面从一个地区移动到另一个地区的。而且，当太空飞船安全着陆后，它将停留在原地，用它的机器手臂挖冰层，并将样品送到它的那套随身科学仪器中去。这些仪器会在火星表面直接开始分析样品，通过无线电信号将科学数据传回地球，由美国国家航空航天局的深空网收集整理。

“凤凰号”宇宙太空飞船的立体彩色相机和气象台将研究周围环境，而它的其他仪器会验查挖掘出的土壤样品中的水、有机化学物以及能够表明此处曾适合生命的其他条件。处于外空生物学家的特殊兴趣，此太空飞船的显微镜会以人类头发直径的1％的大小显示观测物的特性。

“凤凰号”登陆器了解水的历史和火星气象循环的科研目标，补充了无人驾驶宇宙太空飞船最振奋人心的任务：评估是否适合微生物生命的环境存在于冰土区域中。一个亟待解答的问题是：是否火星上的循环——无论是长期的还是短期的——能创造适合的条件，使甚至极小量的接近地表的水也能保持液态？正如地球北极环境研究所指出的，如果其他因素是适合的，只要水保持液态形式——哪怕只是很短时期——生命便能维持。

“精神号”和“机遇号”于2004年1月抵达火星表面。基于两个火星勘测漫游车(MER)太空飞船的成功，美国国家航空航天局设计的下一个移动漫游车任务将于2010年后期到达火星。这个称为“火星科学实验室”(MSL)的移动机器人将会是“精神号”和“机遇号”长度的2倍，体积的3倍。

“火星科学实验室”将收集火星土样和岩核，并通过分析以寻找含有有机成分的地点以及过去或现在可能支持微生物生命的环境条件。在科学家们从绕火星轨道或表面漫游车任务调查中发现水的地理标志之后，下一个重要的步骤便是研究那个地区。外空生物学家的极为重要的目的是“跟随着水”以寻找火星生命迹象。虽然科学家们现在还不太了解火星次表层条件，但是之前的火星任务获得的数据提供了大量的证据表明：火星的远古时期曾有过地表水，包括溪流、也可能有浅海，甚至海洋。然而，最近关于可能被流水切断的溪谷照片表明：现在，火星表面已经没有液态水的迹象了。

外空生物学家对火星上覆盖着冰的北极地区充满兴趣，因为那是有(冰冻的)水的地方——而且，哪里有水(甚至以冰的形式存在)，哪里就可能有生命(现存的或已经灭绝的)。根据地球上一些寒冷地区的经验，例如已发现的冰岛或南极洲，科学家们了解到：水能以泥和冰混冻在一起的形式储存在一个永久冻结带，还以液态地下水的形式储存在永久冰冻带之下。因此，即使远古的地表水在火星上已经消失了，实实在在的蓄水处仍然以液态或冻结形式存在于火星表面之下。

为了找到有冻结水的地区和可能存在于火星上的隐匿生命，科学家们期望他们能钻探或穿进约660英尺(200米)的深度。根据所有的可能性来看，液态水(如果存在)会在火星表面以下更深的地方。火星的地下深处呈现了独特的工程挑战。到达火星极区地下的一个方法就是使用一个称为科瑞奥鲍特穿冰机器人探测系统。

当登陆器成功地软着陆在这个莫测的火星北极地区之后，登陆器便会开动它所携带的穿冰机器人探测器。通过加热穿冰机器人的鱼雷形鼻子，这个设备便被地心引力拉下去，穿进冰中被溶化出的隧道。穿冰机器人携带的探测器将自动进行检测，并分析其所遇到的气体和其他物质。作为一个睿智的机器人，穿冰机器人探测器将采用创新的加热和操纵方法，在地下障碍(基本是大型岩石)周围敏捷地实施操控。穿冰机器人探测器不仅被赋予了高水平的机械智能，它还能根据地下条件轻微地改变其下行途径或创造意想不到的科研机遇。例如，发现冰冻地下深处的液态蓄水层。

穿冰机器人溶化其前方的冰面，穿过冰层，使液体在机器人探测器周围流动，在其后重新结冰。探测器测量所遇环境的特征，然后通过它降入冰冻物时缠绕在其尾部的一根细电缆将科研数据向上传输给等路车。由于冰层有1英里(1.6千米)多厚，机器人探测器与地面登陆车更有效的联络就是通过一系列小型无线电收发器传播，它在探测器下降时会保留在重新凝固的物质中。

穿冰机器人探测器代表了一个全新的主动与被动相结合的溶化系统。穿冰机器人地下穿透方法比传统的钻探技术更有效，因为它比机械切削使用的能量还小，而且，由于穿冰机器人穿过冰层向下运行进入一个自封道，也就没有必须用大钢管包住以防陷落或坍塌的深钻洞。最后，半自动操纵和故障处理减少了探测器陷入预料之外的地下条件或阻碍的危险。如第五章所提到的，穿冰机器人也将成为穿透木卫二冰壳的一个理想的机器人系统。

P91-94

世界上很难说有什么事情是绝对不可能的，因为昨天的梦想不仅是今天的希望，而且也是明天的现实。

——罗伯特·哈金斯·戈达德

“太空先锋”是一套综合性的科普读物。它不仅向人们介绍了众多科学原理和科技实践活动，还向人们介绍了太空科技对现代人类社会的诸多影响。实际上，太空科学涵盖了许多不同学科的科学探索。例如，它涉及利用火箭推进原理并使航天器进入外层空间的发射装置；又如，它还涉及在太空中或在其他星球上执行航天任务的各种航天器；此外，它还会涉及执行一系列航天任务的航天器上所搭载的各种实验设备和宇航员。人类正是通过这些设备和宇航员实现了各项航天目标。在太空时代，与火箭有关的航天技术不断地帮助人类实现新的梦想。本系列丛书向人们介绍了与上述技术相关的人物、事件、发现、合作和重要实验。同时，这些科普读物还向读者介绍了火箭推进系统是如何支持人类的太空探索和航天计划的。这些计划已经改变了人类文明的发展轨迹。在未来的日子里，它们将继续影响人类文明的发展轨迹。

人类航天技术的发展史是与天文学的发展史和人类对航天飞行的兴趣密不可分的。许多古代民族针对夜空里出现的奇异光线创作出流传千古的神话传说。例如，根据古希腊神话传说中关于伊卡罗斯和代达罗斯编写的故事：从前，有一位老人，他非常渴望摆脱地球引力的束缚，在天空中自由地飞翔。自从人类社会进入文明时代以来，巴比伦人、玛雅人、中国人和埃及人都研究过天空并记载了太阳、月亮、可观测的行星和“固定的”恒星的运动过程。任何短暂的天文现象，例如彗星的经过、日食的出现或超新星的爆炸，都会在古代人类社会中引起人们的不安。人类的恐惧不仅仅是由于这些天文现象看上去十分可怕，而且是由于在当时这些天文现象既是无法预测的又是无法解释的。

古希腊人和他们的“地心说”理论对早期天文学理论和西方文明的出现都产生了重大的影响。在大约公元前4世纪的时候，古希腊的众多哲学家、数学家和天文学家分别系统地阐述了“地心说”的宇宙理论。根据他们的理论，地球是宇宙的中心，其他的天体都在围绕地球进行运行。在大约公元150年的时候，古希腊最后一位伟大的天文学家托勒密对“地心说”理论进行了加工润色，从而形成了一套完整的思想体系。在接下来相当长的历史时期内，这一思想体系一直在西方社会拥有权威的地位。16世纪，尼古拉斯·哥白尼提出了“日心说”的理论，从而结束了“地心说”长期以来对人们思想的统治。17世纪，伽利略和约翰尼斯·开普勒利用天文观测证明了“日心说”理论。同时，他们所进行的天文观测也为科学革命的到来奠定了坚实的基础。17世纪的晚些时候，艾萨克·牛顿爵士最终完成了这场科学革命。牛顿在著名的《自然哲学的数学原理》一书中系统地总结了基本的物理学原理。利用这些原理，人们可以解释众多天体是如何在宇宙中进行运动的。在人类科学发展史上，牛顿的地位是他人无法超越的。

18世纪和19世纪的科学发展为航天技术在20世纪中叶的出现打下了扎实的基础。正如本系列丛书所讲述的那样，航天技术的出现从根本上改变了人类历史的发展进程。一方面，带有核弹头的现代军用火箭使人们不得不重新定义战略战争的本质。实际上，人类在历史上第一次研发出可以毁灭自身的武器系统。另一方面，科学家们可以利用现代火箭技术和航天技术将机器人探测器发射到(除了体积较小的冥王星以外)所有太阳系的主要行星上，从而使那些遥远而陌生的世界在人们的眼中变得像月球一样熟悉。航天技术还在“阿波罗号”成功登月的过程中发挥了关键的作用。成功登月是人类迄今为止所取得的最伟大的科学成就。20世纪初，俄罗斯的航天预言家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基大胆地做出预言：人类不会永远地被束缚在地球上。当宇航员尼尔·阿姆斯特朗和埃德温·奥尔德林在1969年7月20日踏上月球的表面时，他们也将人类的足迹留在了另一个星球上。在经过几百万年漫长的等待以后，随着生命的不断进化，终于有一种高级的生命形式实现了从一个星球到另一个星球的迁移。在宇宙长达140亿年的历史当中，这种迁移是第一次发生吗？或许，正如许多外空生物学家所说，高等生命形式在不同星球之间的迁移是各大星系内部经常发生的现象。当然，对于上述观点，科学界目前尚无定论。不过，科学家们正在航天技术的帮助下，努力在其他星球上寻找各种生命形式。有趣的是，随着航天技术的不断发展，宇宙既是人类太空旅行的目的地，又是人类命运的最终归宿。

“太空先锋”系列丛书适合所有对太空科技、现代天文学和太空探索感兴趣的年轻读者。