加利福尼亚州奥科蒂洛维尔斯，正是正午时分。这里是一片介于圣迭戈和索尔顿湖之间广阔而空旷的沙漠，这片加州之地，简直就像是火星。短短几分钟后，一切都被一层细密的白色尘土覆盖，触感柔软，如同糖粉。Kris Zacny，Honeybee Robotics的副总裁兼探索技术总监，从车里拿出他的安全帽和背心，走向一辆充当任务控制中心的U-Haul卡车。今天，Zacny和他的团队将开始测试“行星深层钻孔机”，该钻孔机旨在穿透火星和欧罗巴等星球的地下数英里深处，寻找一样东西：生命的证据。
行星深层钻孔机并非你家里用于挂照片或组装宜家家具的那种普通钻头。为了协助人类历史上可能最重要的一项搜索，行星深层钻孔机配备了显微镜、摄像头以及LED和紫外线灯。紫外线灯将有助于识别发出荧光的微生物和矿物质，这与用于犯罪现场识别有机物的黑光灯有些相似。
这是行星深层钻孔机首次进行实地测试。直到现在，它的机械系统只在实验室进行过测试。Honeybee Robotics是目前唯一一家从事此类钻孔机研究的组织。NASA过去曾研发过自己的设计，但现在他们正与Honeybee Robotics的工程师合作，希望有一天能将其送入太空。
该钻孔机尚未安排发射到其他行星，并且至少需要十年才能实现。“目前没有任何计划，”NASA行星科学部主任Jim Green告诉我们，“但开发这样的东西最终是必然的。”
首次地外钻探地点最有可能选在火星。我们知道火星的两极有冰，但如果那里有生命存在，最有可能存在于地下深处，远离不断轰击火星表面的辐射。我们对欧罗巴的了解要少得多，但我们知道它被一层厚厚的冰壳覆盖，在某些地方厚达十一英里。欧罗巴真正的奥秘在于其地表下巨大的咸水海洋，其水量比地球上所有水源的总和还要多——这可能是微生物生命的潜在温床。
距离测试倒计时5分钟
五名工作人员控制着一台大型电视屏幕，屏幕上实时加载着数据，他们正准备开始研究。U-Haul卡车俯瞰着一个石膏矿，这是一个由一家名为USG（美国石膏）的私营公司拥有和运营的矿山，该公司已将其珍贵的岩石借给Honeybee进行实验。这里没有人和动物，只有几株稀疏的灌木。工作人员为任务控制中心备足了零食和水，为接下来几周漫长的钻探做准备。
Zacny和Honeybee Robotics的副主任Gale Paulsen从他们位于帕萨迪纳的办公室开车前来，尽管路途有三个小时，他们却毫不掩饰地对看到他们的项目破土而出感到兴奋。
一名项目工程师抓起钻机后部的一个杠杆，手动将碳化钨钻头降到地表，示意U-Haul任务控制中心启动电机。
这种特制钻头旨在切穿极坚硬的岩石和冰层。这个石膏矿远未达到冰点（我们参观时气温为80华氏度），也绝对没有像火星两极那样结冰。但这个特定的地点恰好是美国最厚的石膏矿床。石膏是一种脆性岩石，但分层时非常坚固，可以看作是数百万年来在地表蒸发和再凝结的冰的近乎完美的模拟物。虽然你可能可以用指甲刮擦表面，但钻探数公里深需要一种足够强大的工具来穿透冰和岩石。
在16英尺高的钻机底部，印有合作伙伴的贴纸自豪地展示着：Honeybee Robotics、美国自然历史博物馆、USG、NASA和行星学会。Zacny说，所有这些钻机的支持者“都有同一个目标：探索”。
开发用于探索其他行星的设备需要创造力。该团队在设计一个距任何家得宝或人类数十亿英里都能完美工作的钻孔机方面，不得不发挥极大的创造力。行星深层钻孔机将必须完全自主运行。
“开发这样的东西最终是必然的。”
“除了自主性之外，我们最大的挑战是地质不确定性，”Zacny解释道。“火星和欧罗巴上的水并非纯净；它们本质上是咸水，其凝固点可能在-50°C到-70°C之间变化。然后可能还有嵌入的岩石、岩层或陨石碎片层，钻孔机必须能够穿过所有这些变化。”
钻机还需要能装载到航天器上。
尽管该公司希望钻孔机能钻透火星地下数百英尺（而在欧罗巴的情况下，则深入冰层长达5英里），但钻孔机本身只有13英尺高，钻尖位于最底部。为了减小需要与钻孔机一同发射的货物体积，Honeybee设计了一种电缆，可以将钻孔机放入钻孔中并将其提起。这根电缆的功能就像钓鱼线，可以卷入一个小容器中，根据需要释放或收回。Paulsen指着一大堆电缆说：“我们能携带的电缆量是唯一的限制，因为它能将钻孔机下降到任何需要的深度。”
钻探开始
钻头落入小钻孔。任务控制中心已启动电机，现场测试正式开始。
碳化钨钻头在630万年前的岩石上摩擦时发出的声音出奇地安静；尽管只在地表下几厘米，只能听到微弱的咔嗒声。团队专注地观察着，聆听着石膏研磨的闷响，并时不时地瞥一眼显示数据的电视屏幕：钻孔深度、温度、每分钟转数。30分钟后，第一阶段完成。他们已钻探了20厘米深，当天的目标是至少10英尺。
Zacny和Paulsen走到钻机旁，看着团队操作绞车，慢慢地将钻机从钻孔中拉出。螺旋形螺旋钻的每个缝隙里都沾满了白色的石膏粉。工程师们拿起刷子、一个小纸盒和一个密封袋，开始清洁钻机，收集石膏粉以便稍后在实验室研究。这只是钻孔机未来需要独立完成的众多任务之一——清洁收集器并继续工作。
“我们这样做是为了证明它有效，证明它可以做到。”
除了清洁和采集样本，还有许多其他因素需要考虑。钻孔机必须真正起作用，而在地球舒适环境之外的行星上钻探时，还有一个大挑战需要考虑：重力。火星的重力是地球的三分之一。“我们在火星上的推力没有那么大，因为一切都轻了三倍，”Zacny解释说。“通常我们会依赖重量来压下钻头，但对于行星钻孔机来说，这不是一个可行的选择。”因此，Paulsen和Zacny设计了一种通过按压钻孔壁来推动自己的钻孔机，使得重力（或缺乏重力）对其功能无关紧要。
下一代钻孔机可能最终会前往火星两极，其尺寸可能只有这次测试钻孔机的一半，并且将用一种名为SHERLOC（扫描宜居环境，利用拉曼光谱和发光探测有机物和化学物质）的紫外/拉曼光谱仪取代显微镜。这种光谱仪已被批准搭载到“火星2020”探测车上执行类似任务：探测火星土壤中的生物标记。但探测车的土壤样本将来自更浅的钻孔——最多2到3英寸深。由NASA喷气推进实验室设计的SHERLOC将能够在地表下更深处进行测量，并应能确认该区域是否存在生命。
第二轮
在他们开始第二轮测试时，团队聚集在任务控制中心周围。在接下来的几周里，他们将以30分钟为周期操作钻孔机，直到达到30米（约100英尺）的目标深度。“我们这样做是为了证明它有效，证明它可以做到，”Zacny说。
在沙漠进行这次测试后，Honeybee团队最终将把他们的钻孔机带到一个更极端的环境，例如格陵兰岛。在那里，他们将获得最接近火星两极的环境。在远低于冰点的温度下进行测试，将使他们更好地了解电子设备在寒冷的火星环境中可能如何工作。
Zacny和Paulsen在火星研究方面经验丰富。他们曾参与过多个火星任务。Honeybee曾为“好奇号”探测车设计采样系统，为“火星探测漫游者”设计钻头，以及为“凤凰号”着陆器设计采样铲和光谱仪。该公司甚至还在为未来的“火星2020”探测车开发采样系统。
“这是行星探索的一场革命，”行星学会科学技术部主任Bruce Betts说。“我们用机器人最远自主钻探过的距离只有几厘米，所以能够做到这一点，钻探不仅是几米，而是几十米甚至上百米，这将是革命性的。”
NASA的Jim Green也支持深入钻探。“这是一个发现火星上是否存在生命的机会，”他说。“当进入极端环境时，生命会迁移到岩石中。我们知道，我们脚下的生物圈中的生命比海洋中的所有生命还要多，而能够让我们深入数十米的钻孔将使我们能够进行充分的调查。”
随着钻探活动持续一整天，船员们决定从一个更像火星的视角来观察采石场。太阳已落山，悬在一座附近的山上，山丘上的氧化铁在阳光下泛着温暖的红色光芒，一切都笼罩着一层暖暖的红色调。人们很容易误以为这里真的是火星。
今天的测试是众多测试之一，但仅仅钻探到地下10英尺，Zacny也毫不掩饰自己的热情。“我已经认为这次测试取得了巨大成功，”他说。“现在我们只需要去火星！”
