地球生命從微生物到人，皆依賴於液態水。維持生命過程中，水是有機分子發生化學反應必不可少的介質。由於水對生命的重要性，科學家在探索太陽系，以及系外生命中，都是從探索水開始的。例如通過航天器研究木星、木衛二、木衛三和土星的衛星土衛六（太陽神）等，都是首先看上面有沒有水，然後再判斷是否有生命跡象。
在太陽系的七大行星中，火星是地球最親密的“兄弟”。它離地球最近，很多重要條件與地球相似：首先，它的日照情況、礦產資源分佈與數量情況都與地球相差不多；它的赤道面與公轉軌道面的交角也與地球相似，這意味著，在火星上也有春夏秋冬四季之分；火星的自轉週期也與地球相差無幾，火星上的晝夜交替也幾乎是24小時；此外，在大沖時，火星與地球之間的最短距離只有6千萬千米。這樣說來，與其到太陽系外尋找可居住的地外行星，研究火星更具有現實意義。火星上有沒有水成為人們關注的話題。
火星。圖片來自網絡
由於火星對人類具有特殊的吸引力，到目前為止，已經有超過30顆探測器到達火星，它們都有著一個共同的目標——為火星“探水”。人們早就注意到，在火星上有大量的“水痕”，這些“水痕”出現在火星上的峽谷中，或平坦的表面上，有的類似“河道”，有的像是“乾涸的湖泊”。這些跡象是否暗示著，在很遙遠的過去，在火星還處於溫暖時期，曾經有流動的水呢？近年來的多次探測證實，火星上不僅有水，而且有大量的水。
2005年7月28日，由歐洲航天局發射的“火星快車”（Mars Express）獲得了一幀寶貴的高清晰圖像，人們發現火星北極附近，在北緯70度、東經105度所在處，有疑似火星冰湖存在（圖1）。它猶如鑲嵌在荒漠中的一顆寶珠，玲瓏剔透十分俏麗。根據圖像計算，這顆“寶珠冰湖”大約有35千米寬，將近2千米深。這個消息一經公佈，立刻引起人們的極大興趣。
圖1
另一個卓有成效的是火星勘測軌道飛行器（MarsReconnaissance Orbiter，圖2），它在2005年8月12日由美國國家航空航天局發射升空，2006年3月10日進入火星軌道後，於 2006年3月24日開始向地球發回高清晰圖片。從圖片上，人們清晰地看到了由水沖刷出來的數以萬條計的溝壑（圖3），這些狹窄、暗黑、長達數千米的條條“河道”，依據地勢，從細脈到支脈，從支脈到主幹，有條不紊地彼此相連，只有“水”才具有這樣的“鬼斧神工”，只有“時間” 才能留下這抹不掉的痕跡，這是千百萬年經水沖刷的傑作，這是火星曾有水流的跡象，據此更增加了人們火星探水的信心。
圖2
圖3
從2006年11月開始，火星勘測軌道飛行器和它所屬的著陸器（圖4）、火星車共同展開了對火星的一系列科學研究。它們在火星南半球的岩石峭壁地區的大約200個滑坡地點上，確認了其中有13個可能存在著液態水或者鹽水。此外，在一簇簇佈滿薄霜的紅沙丘中，火星勘測軌道飛行器還拍攝到了冰。更令人驚異的是，經過對傳回來的高分辨率圖片的分析發現，這些冰竟然純淨得令人驚歎！
圖4
更值得注意的是，經過研究發現，火星上現存的水並不是40億年前液態水的殘留物。根據圖片對比，發現在火星北半球一個叫作德特羅尼魯斯- 門薩的峽谷地區不僅有水，而且這裡的冰似乎在隨之融化、隨之凍結，融化的水流形成 了“動態斑痕”，液態水位隨著太陽光照射的情況以及季節的變化而發生改變。融化的水流綿延數百千米，這一情況也被探測器拍攝了下來，如圖5所示。火星勘測軌道飛行器所獲得的一系列具有里程碑式的成果，引發了人類對火星“探水”的一系列深化研究。
圖5
在火星“探水”研究中，獲得重要成果的還有“鳳凰號”火星探測器。它於2007 年8月，從美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射，於2008年5月25日在火星北極成功著陸，在火星上實施為期90 天的探測任務，主要目標也是為火星“探水”。除了太陽能電池板、遙感通信設備外，它還攜帶了一隻像人的手臂那樣的機械挖掘器，可以垂直下挖半米深。在地球控制站人員的指揮下，這輛挖掘器不僅能進行定點挖掘，還能把所收集到的樣本送到指定地點。圖6是“鳳凰號”著陸器在火星上收集土壤樣品。
圖6
2008年7月1日這一天，終於收集到了火星存在水的實在證據。美國國家航空航天局（NASA）宣佈，經“鳳凰號”火星著陸器證實，在火星北極，緯度68.2 度處，找到了冰水。在兩年以後，火星軌道偵測器又收集到了火星有水的其他證據。火星勘測軌道飛行器利用淺地表雷達探測器，探測到在火星北極地區地下儲藏著水，水的儲藏量至少有82萬立方千米，相當於地球格陵蘭冰層水量的30%，這些水足夠覆蓋火星表面5.6米深。這一發現表明，火星水並非像以前人們所設想的那樣，流失到太空，而是大量地儲存到了地下。這一發現也被歐洲“火星快車”飛船的探測所證實。
2014年7月31日，終於獲得了火星水“眼見為實”的直接證據。人們把“鳳凰號”探測器獲得的火星土壤樣本加熱，居然有“水蒸氣產生”，火星水竟然“活生生地”呈現到人們的眼前！圖7 是擺在人們眼前的火星水，它證實了人們過去對火星水種種跡象的判斷是正確的，這無疑又是一個具有里程碑式的成果，它將改寫我們過去對火星和火星全球環境變化的認識，火星“有水”將不再存疑，下一個目標將是探尋火星生命，甚至更高級的生命。
圖7
關鍵詞：火星水，火星勘測軌道飛行器，鳳凰號著陸器，water on Mars，Mars Reconnaissance Orbiter，Phoenix Lander
（摘自《科學史上的365天》，作者：魏鳳文、武軼）