歐洲與俄羅斯聯手探測火星甲烷氣體的來源

4月初，火星微量氣體任務衛星（Trace Gas Orbiter，簡稱 TGO）抵達火星上空的指定環形軌道。 4月21日起，衛星開始收集關於火星甲烷氣體的科學數據。

火星微量氣體任務衛星是歐洲太空總署與俄羅斯聯邦航天局（Roscosmos）合作的火星外太空生物探測任務（Exobiology on Mars，簡稱 ExoMars）的一部分，在2016年3月發射升空，同年10月進入火星軌道。在環繞火星一千週後，這個3.5噸重的衛星到達了研究火星大氣的理想位置，並已經準備好進行第一次科學探測。

火星微量氣體任務衛星是首個專門設計用來研究火星甲烷的衛星，它有望解決火星科學中最具爭議性的謎題之一：火星上的甲烷究竟起源何處？

火星的大氣幾乎全是二氧化碳，甲烷與水蒸氣、臭氧一起，在火星乾燥寒冷大氣中所佔比例不到1%。但研究人員對甲烷尤其感興趣，因為這些微量氣體可能是生命或地質活動的訊號，它為研究火星的氣候歷史提供了線索。

幾個世紀以來，火星大氣中的化學反應原本應該摧毀了任何甲烷分子，但可測量到的甲烷水平表明，肯定有活性源頭正在對火星甲烷總量做著補充。科學家利用地球望遠鏡、火星偵察軌道器（Mars Reconnaissance Orbiter）和好奇號火星車，在火星大氣中捕捉了15年的甲烷，甲烷存在的證據在不斷累積。

好奇號火星車的探測發現，火星大氣中甲烷的背景水平的平均為0.5ppb（1ppb=十億分之一），相比之下，地球大氣中的甲烷背景水平為1875ppb。但隨著時間的轉移，火星甲烷濃度發生了變化，最大噴射甲烷羽流的濃度達到45ppb，好奇號火星車也檢測到大約7ppb的波動。地球大氣甲烷的95%來自當前和過去的生物，所以，科學家自然也想知道，火星甲烷是否也起源於生物。

火星微量氣體任務衛星的色彩和立體表面成像相機（The Colour and Stereo Surface Imaging System，簡稱 CaSSIS）將會建造火星地形的詳細立體地圖。如果其它儀器確定甲烷濃度峰值，研究人員將能夠通過 CaSSIS 資料，查看幾乎同時拍攝的照片，以嘗試識別火星表面可能的甲烷來源。

未來幾個月或能結束爭論

歐洲太空總署下個月就能真正了解儀器敏感性，下一步是要驗證儀器靈敏度是否如預期那樣高。 火星微量氣體任務衛星設計用於檢測低至1ppb的微量氣體濃度，也能檢測低至0.02ppb的甲烷濃度。當然，靈敏度最終取決於火星大氣中溫度和灰塵水平等因素。

對於硏究團隊來說，這將會是一個令人緊張的時刻，歐洲太空總署計劃在2020年年底之前結束火星微量氣體任務衛星的科學任務，然後，這顆衛星將會成為火星外太空生物探測任務於2021年到達火星的火星車的中繼衛星。

而在任務開始的最初幾個月裡，科學團隊希望繪製出火星甲烷水平，為研究人員提供火星甲烷氣體來源的線索。

【圖：行星學會；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】