Текст книги "Удивительная космонавтика. Маленькие рассказы о тайнах, загадках и открытиях на пути в большой космос"

Легенда о каналах

В 1877 году во время великого противостояния Марса итальянский астроном Дж. Скиапарелли обнаружил на поверхности темной марсианской «суши» то, что он назвал «canali». В итальянском языке это слово имеет много значений: от пролива до желоба, но в английский перевод попали именно «каналы» как искусственные ирригационные сооружения. Сам Скиапарелли вначале совершенно не вкладывал подобный смысл в эти марсианские образования. Итальянский астроном составил карту полушарий Марса, на которой вычертил сетку тонких прямых линий из 113 каналов, соединяющих темные пятна морей.

Долгие годы Скиапарелли наблюдал Марс во время противостояний, открыв периодические «наводнения» и «раздвоения» каналов. И только после великого противостояния 1892 года Скиапарелли пришел к мнению, что каналы являются искусственными. Тогда же американский астроном В. Пикеринг открыл марсианские «оазисы» в местах слияния каналов. В конце XIX – начале XX века изучением Марса занялся американский астроном П. Ловелл.

Он составил глобус Марса и написал ряд статей и книг, в которых доказывал, что марсианские каналы имеют искусственное происхождение и, следовательно, на Марсе имеется высокоорганизованная жизнь. По мнению Ловелла, геометрически правильная сеть и прямолинейность каналов не позволяли интерпретировать их как русла рек или трещины. Ловелл полагал, что борозды на Луне и Меркурии – это трещины, а вот марсианские каналы – результат работы разумных существ. Поскольку летом во время таяния полярных снеговых шапок Марса каналы темнеют по направлению от полюсов к экватору, Ловелл утверждал, что в каналы специально запускается вода и вдоль них появляется растительность, в оазисах же, размещенных среди марсианской пустыни, находятся марсианские населенные пункты.

Фантазии Ловелла получили неожиданную поддержку выдающегося российского астронома Г. А. Тихова. Во время великого противостояния Марса 1909 года сотрудники Пулковской обсерватории выяснили, что марсианские полярные шапки имеют зеленоватый оттенок и внешне напоминают лед. На основании этого профессор Тихов предположил, что полярные шапки весной тают, вызывая волны потемнения «каналов» и «морей» от полюсов к экватору. Следовательно, считал ученый, «моря» покрыты растительностью, которая вместе с талым паводком расцветает вдоль марсианских каналов.

Одновременно с П. Ловеллом Марс исследовали француз Э. М. Антониади и британец Э. У. Маундер. Ими были составлены самые детальные карты того времени, из которых следовало, что марсианские каналы являются оптической иллюзией. Антониади утверждал, что за каналы принимают группы темных пятен, а возможно – это гигантские разломы и каньоны. Полемику о каналах Красной планеты не разрешило и великое противостояние 1924 года. При этом европейские ученые склонялись к мнению Антониади и Маундера, а американские поддерживали гипотезу Ловелла.

Первые же экспедиции АМС на Красную планету полностью развеяли миф о марсианских каналах. Оказалось, что каменистая поверхность Марса почти сплошь покрыта кратерами. Иногда цепочки кратеров совпадали с линиями каналов на давних картах, а оазисы совпадали с особо крупными кратерами. Кроме того, были открыты и гигантские каньоны с рифовыми долинами, испещренными извилистыми притоками, напоминающими русла земных рек.

Итак, марсианские каналы на атласах Скиапарелли и Ловелла оказались обманом зрения темных пятен кратеров, высохших потоков и глубинных разломов. Сегодня каждый может проделать простой и убедительный эксперимент, наложив на современную карту Марса схему каналов Ловелла. И… ни один из каналов, так будораживших воображение астрономов и далеких от науки энтузиастов, не совпадет с реальными деталями марсианской поверхности.

Сегодня задачи поиска жизни на Красной планете сводятся лишь к обнаружению ее косвенных признаков или следов в далеком прошлом, что уже само по себе было бы грандиозным успехом. А вот марсиан нет и не было в истории Красной планеты, так что разумные существа, создавшие сеть ирригационных каналов, останутся лишь в научно-фантастических романах…

В нашей Солнечной системе «зону жизни» занимают только три планеты: Венера, Земля, Марс. При этом орбита Венеры проходит около внутренней границы, а орбита Марса-около внешней границы зоны жизни. Планете Земля повезло: на ней нет высоких температур Венеры и страшных холодов Марса. Последние миссии роботов – марсоходов показали, что и на Марсе когда-то было теплее, а даже когда-то существовала вода в жидком состоянии. И не исключено, что следы марсианской цивилизации, столь многократно и красочно обрисованные фантастами, будут когда-нибудь найдены. К сожалению, на сегодня ни в почве, ни в скальной породе Марса не обнаружены следы жизни. Ситуацию может прояснить готовящаяся международная экспедиция обитаемого космического корабля к этой планете. Она должна состояться в первой четверти нашего столетия…

Сегодня мы можем представить, как где-то за 365 миллионов километров странный шестиколесный аппарат размером со средний внедорожник медленно, но упорно, взбирался на обнаженный пласт сухой и растрескавшейся породы, засыпанной красновато-коричневым песком. Остановившись на пригорке под километровыми скалами, вонзающимися в грязно-желтое небо, скрывающее жалкие остатки некогда плотной атмосферы, он долго крутил металлической башенкой, рассматривая несколькими объективами местность под названием Залив желтого ножа в кратере Гейла. Затем механизм задвигал суставчатым манипулятором, на конце которого поблескивало буровое устройство. Углубившись в почву на несколько сантиметров, железная рука через пару минут извлекла из скважины небольшой контейнер, наполненный порошком серого цвета. Еще несколько манипуляций, и металлический кран-манипулятор опустил образцы в корпус через узкое отверстие. Там серый порошок попал в лабораторную кювету и был подвергнут длительной череде всяческих анализов.

В это время по мониторам Центра управления марсианской миссии НАСА бежали длинные колонки цифр и символов. Расшифровывавший их прямо с экрана специалист-планетолог удивленно воскликнул. Образец явно содержал особый вид глины – смектита, которую на нашей планете можно обнаружить на заболоченных равнинах, обильно омываемых муссонными ливнями.

Итак, получается, что последнюю точку в реальности марсианских артефактов могут поставить только детальные пробы грунта, сохранившего следы гипотетической марсианской цивилизации.

В древней глине нашлись также следы соединений углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Все эти элементы входят в состав органических элементов, из которых построена земная белково-водородная жизнь.

Похоже, что Кьюриосити действительно обнаружил следы богатого геологического прошлого планеты. Возможно, что любопытный ровер действительно наткнулся на место, где когда-то могли обитать живые организмы. Иногда подобные анализы действительно несут в себе много необычного. Это может быть и аномальная концентрация тяжелой воды, напоминающая какую-то атомную катастрофу, или следы разложения каких-то существ в глубине грунта.

Конечно, стечением времени всему находится вполне научное и естественное объяснение, однако некоторые вопросы все равно остаются. Многие из них касаются органики марсианского происхождения, вроде бы обнаруженной в пробах грунта в районе геологического обнажения «залива» Йеллоунайф. Забранный там материал по всем признакам похож на донные отложения древнего озера. Кстати, время его «жизни» исследователи оценивают в тысячи лет, то есть речь идёт о длительном существовании на поверхности древнего Марса больших масс воды. Отныне это можно считать доказанным.

При сравнении забранной с пятисантиметровой глубины породы с пылью, покрывающей планету, выяснилось, что при анализе бывшие донные отложения выдали значительно больше углекислого газа, чем поверхностная пыль, и это трудно интерпретировать как-то иначе, чем как доказательство присутствия органических веществ под марсианской почвой.

Более того, почва на пятисантиметровой глубине выделила углекислый газ при меньших температурах, нежели пыль с поверхности. Исходя их этого, исследователи посчитали, что пыль содержала лишь карбонаты неорганического происхождения, в то время как подпочвенные образцы – настоящую органику.

Чтобы найти углерод органического происхождения, марсоходу пришлось «забуриться» всего на пять сантиметров. Интересно, что мог бы найти Кьюриосити на метровой глубине?

Кроме всего прочего, донные отложения озера, выявленные марсоходом, почти не имеют следов химических процессов, связанных с активной эрозией, поэтому другая группа авторов в отдельной работе сделала вывод, что даже в период существования озера вода разливалась на большие площади относительно редко, примерно так, как сегодня это случается в Атакаме, пустыне на севере Чили.

Между тем концентрация органических веществ в находках марсохода остается слишком высокой в сравнении с некоторыми районами Земли, где существует микробная жизнь. Скажем, в некоторых многокилометровых шахтах Южной Африки, где ранее добывалась золотая руда, обнаруживаются «местные» организмы, которые, условно говоря, «едят скалу», используя неорганические скальные породы как источник энергии. Но камень это вовсе не хлеб с маслом, и уровень органических остатков вполне соответствует скромному масштабу жизни и деятельности этих бактерий. Он просто не сравним с уровнем марсианской органики, найденной ровером Кьюриосити!

Скорее всего, в ныне пустынном марсианском мире, пронизанном ледяным дыханием пыльных бурь с дневными колебаниями температуры в 80 °C, миллиарды лет назад под теплым одеялом атмосферы журчали ручьи и шумел морской прибой. Через края кратера Гейла переливались потоки влаги, впадая в озеро Залива желтого ножа. Небо было фиолетово-синим с россыпью белых перистых облаков, а рельеф еще не обрел красно-коричневый оттенок, сменив серый цвет. А над всем этим великолепием возвышались колоссальные пики многокилометровых гор, покрытые ослепительно белыми снежными шапками.

Трудно сказать, какими были древние марсиане – бактериями, мхами или лишайниками, но ясно одно – впервые вне Земли встречен оазис, где когда-то могла реально существовать некая жизнь….

Чем дальше углубляются марсианские миссии в песчаные дюны и каменистые плоскогорья Красной планеты, тем все громче звучат вопросы специалистов, энтузиастов и уфологов:

• Как же разгадать загадку жизни, а заодно и загадочных артефактов на поверхности Красной планеты?

• Почему же до сих пор мы не встретили ни только живых инопланетян, но и их следов?

Любой космонавт с ломом и небольшим набором оборудования мог бы дать ответы на эти и многие другие жгучие вопросы, но, судя по всему, обитаемые миссии еще не скоро высадятся на поверхность Красной планеты. Пока же очередному представителю марсоходов НАСА остается лишь фиксировать все новые и новые загадочные артефакты и феномены.

Начало марсианской миссии

Множество исследований было написано о марсианских каналах, и множество гипотез было выдвинуто о том, что за потоки текли в них. Но это первый случай, когда мы в самом деле видим на Марсе принесенный водой гравий… Вода в потоке текла со скоростью примерно 3 фута в секунду (0,9 метра в секунду), а глубина была где-то между лодыжкой и бедром….

Нил Деграсс Тайсон, известный популяризатор науки

Напомним, что миссия достигла поверхности Марса 6 августа 2012 года. На борту «суперровера» разместились десять научных комплексов общей массой около 75 килограмм. Все это должно было позволить марсоходу проводить детальные геологические и геохимические, метеорологические и климатические исследования. Ну а самое главное – искать следы воды и органических веществ. Проще говоря, Кьюриосити должен определить, была ли жизнь на Марсе и остались ли от нее сегодня хоть какие-то простейшие организмы?

Марсоход Кьюриосити начал свое путешествие с кратера Гейла в южном полушарии планеты и на полпути между северным валом кратера и основанием центральной горы Маунт-Шарп встретил сцементированный гравий. Это весьма обрадовало ученых, поскольку подтверждало гипотезу о конусе выноса породы, приносимой потоками жидкости, образовавшей долину в вале кратера. Это чем-то напоминало донные отложения на дне древнего ручья.

Размер зерен гравия варьировался от песчинки до теннисного мяча, причем многие имели округлую форму прибрежной гальки, как будто бы они были принесены водным потоком. Так возникла задача непременно исследовать химический состав странных «окатышей», чтобы прояснить геологию кратерного вала.

Кроме всего прочего, донные отложения озера, выявленного марсоходом, почти не имеют следов химических процессов, связанных с активной эрозией, поэтому даже в период существования озера вода разливалась на большие площади относительно редко, примерно так, как сегодня это случается в Атакаме, пустыне на севере Чили.

Между тем концентрация органических веществ в находках марсохода высока даже по сравнению с местами обитания земных микробов. Например, в некоторых многокилометровых шахтах Южной Африки, где ранее добывались алмазы и золотая руда, обитают «местные» микроорганизмы, «пожирающие» скальные породы. Но камень – это вовсе не хлеб с маслом, и уровень органических остатков здесь вполне соответствует скромному уровню жизни подземных бактерий. Он просто не сравним с уровнем марсианской органики, найденной Кьюриосити!

Скорее всего, в ныне пустынном марсианском мире, пронизанном ледяным дыханием пыльных бурь с дневными колебаниями температуры в 80 °C, миллиарды лет назад под теплым одеялом атмосферы журчали ручьи, и шумел морской прибой. Через края кратера Гейла переливались потоки влаги, впадая в озеро Залива желтого ножа. Небо было фиолетово-синим с россыпью белых перистых облаков, а рельеф еще не обрел красно-коричневый оттенок, сменив серый цвет. А над всем этим великолепием возвышались колоссальные пики многокилометровых гор, покрытые ослепительно белыми снежными шапками.

Глава 12. Ручьи на Красной планете

В долгосрочной перспективе планируется «оземлить» Красную планету. Эта задача включает доставку с Земли парниковых газов и простейших бактерий. На протяжении столетий разогревающее воздействие газов и метаболических процессов в бактериях должно будет преобразовать марсианскую атмосферу делая ее пригодной для обитания все более сложных видов – будь то доставленных извне или развившихся на месте.

Грэм Хэнкок, Роберт Бьювэл, Джон Григзби. Тайны Марса. История заката двух миров

За многие годы марсианских миссий с роверами НАСА выработала свой ритуал посвящения прессы в новые открытия марсоходов. Вот и в этот раз за несколько дней до очередной пресс-конференции ведущие ученые НАСА сообщили о «важнейшем научном открытии», способном многое изменить в облике Красной планеты. При этом ряд изданий сумели узнать сенсационную информацию и рассказать об удивительной загадке «по секрету всему свету».

В этот раз открытие совпало еще и с премьерой голливудского блокбастера «Марсианин», где строится много догадок о жизни будущих колонистов среди коричневых дюн и каменистых пустынь под багровым небом чужого мира….

Очередная головокружительная сенсация

Десять лет назад на свидание с Красной планетой отправилась автоматическая межпланетная станция (АМС) НАСА «Mars Reconnaissance Orbiter». За прошедшие годы аппарат разгадал много загадок, к примеру, открыв истинный лик «сфинкса», оказавшегося обыкновенным холмом с живописными осыпями. Телекамеры АМС также развеяли легенду о «пятилучевых пирамидах» и «развалинах цитадели», вблизи представшие иссечёнными марсианскими ветрами причудливыми образованиями…

Однако главные открытия были еще впереди. Однажды на горных склонах Марса были обнаружены странные сезонные потоки, видные лишь с орбиты планеты. Тут же возникли бурные споры, и самые смелые планетологи предположили, что так может проявлять себя жидкая вода, которую так и не нашли в марсианских пустынях и плоскогорьях. Исследователи горячо доказывали, что без воды подобные структуры возникнуть никак не могли и несколько лет упорно собирали доказательства присутствия воды на снимках марсианской поверхности.

Наконец несколько десятков кадров, сделанные в особо высоком разрешении, позволили подтвердить, что странные полосы на склонах гор и чашах кратеров оставляют потоки… рассолов – сильно минерализованной воды в жидком состоянии. Конечно же, увидеть их можно лишь в разгар лета и в экваториальных областях, когда температура колеблется от -23,15 °C ночью до 26,85 °C днем.

Выяснилось, что ширина «соляных ручьев», как правило, не превышает пяти метров и, стекая к подножью, они образовывают небольшие озера, напоминающие большие лужи, которые быстро впитываются в песчаный грунт. Это подтверждает и то, что марсианская почва может захватывать молекулы воды и образовывать ночью мелкие лужи жидкости.

Данные, которые подтвердили гипотезу исследователей, позволили найти следы гидратированных солей. Прямых доказательств присутствия водных рассолов по-прежнему нет, но ученые просто уверены, что это лишь вопрос времени, ведь все это так напоминает происходящее в самом сухом месте нашей планеты – пустыне Атакама.

Триумф российского оборудования

Между тем поиск воды на Красной планете начался с уникального прибора, созданного во Всероссийском институте автоматики имени Духова совместно с Объединенным институтом ядерных исследований в Дубне. Российские ученые создали своеобразную «нейтронную пушку» (нейтроны – это частицы, составляющие ядра атомов), которая обстреливает грунт, так что «по отдаче» тепловых нейтронов видно – есть л и там водород. Каждый импульс – это небольшое испарение мишени с настоящей микроскопической термоядерной реакцией, когда ионы дейтерия (тяжелого водорода) разгоняются в электрическом поле с напряженностью 120 киловольт и бьют в мишень из трития (сверхтяжелого водорода), рождая альфа-частицы (ядра атома гелия) и нейтроны. При этом ежесекундно генерируется десяток импульсов на протяжении 15-минутного сеанса.

Ну а если встречается водород, то это наверняка признак воды, ну а там, где есть влажный грунт, можно рассчитывать встретить и простейшую жизнь…

Работой «нейтронных орудий» руководит завотделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН доктор физико-математических наук Игорь Митрофанов. Его подопечный прибор имеет активный и пассивный режим работы. В пассивном режиме он непрерывно измеряет нейтроны, возникающие в марсианских породах под воздействием космических лучей. В активном режиме включается генератор, который обстреливает поверхность планеты микросекундными импульсами высокоэнергичных нейтронов.

Нейтронный генератор был установлен на борту марсохода «Кьюриосити», и первый необычный результат был получен у подножия горы Маунт-Шарп в центральной области кратера Гейла. Оказалось, что воды в кратере было всего лишь несколько процентов от предполагаемого, так что концентрация воды в грунте менялась от 2 до 5 процентов.

Лишь в мае текущего года ровер въехал в область, где в нейтронном сигнале резко возрос темп счета тепловых нейтронов. Это могло означать, что где-то на метровой глубине встретилась каверна с жидкой водой. Как вариант, это мог быть грязный лед или какие-то необычные минералы, «насыщенные» водой.

Пока российские специалисты обрабатывали необычные данные, «Кьюриосити» успел отъехать от «подземного водного оазиса» почти на сорок метров. К счастью, ровер остановила техническая «солнечная пауза», когда наше светило перекрывает каналы радиосвязи. За пятнадцатидневный перерыв россиянам удалось убедить коллег, что обнаружен странный район то ли с высоким содержанием воды, то ли с необычными «водными минералами». И вот тут выяснилось, что группа французских исследователей, руководивших работой лазерного спектрометра, также обнаружила аномалию с необычной концентрацией окиси кремния. Это убедило операторов НАСА вернуть марсоход в аномальное пятно. Оказалось, что «подземный оазис» имеет размер всего лишь в несколько метров. Сейчас на Земле анализируют данные, собранные «Кьюриосити» в «аномальной зоне», и вскоре мы, наверное, узнаем о новых марсианских сенсациях….

На дне кратера Гейла

Пока планетологи гадали над природой странного пятна кратера Гейла, выяснилось, что сам кратер – это дно высохшего озера. По идее, оно должно было бы быть примерно одинаковым, да и на поверхности «аномалии» не наблюдается никаких особенностей рельефа. Загадка обнаруженного «оазиса» может неожиданно проясниться, если будут встречены подобные «оазисы», а это во многом зависит от дальнейшего действия нейтронного генератора. Как и у всякого прибора, интенсивность его действия постепенно затухает, а «время жизни» истекает, так что команда профессора Митрофанова уже готовится успешно завершить программу активной фазы эксперимента.

Надо заметить, что российские нейтронные генераторы настолько просты и надежны, что их охотно приобретают многие научные центры. Эти приборы очень удобны, поскольку альтернативные радиоактивные источники нейтронов, как правило, создают большие проблемы. Российский генератор – это всего лишь электрическое устройство, которое при выключении перестает быть радиоактивным. Это очень удобно и позволяет широко использовать нейтронные генераторы при поиске полезных ископаемых, на нефтяных буровых установках в ходе так называемого «нейтронного каротажа». Поскольку нефть – это водородосодержащее вещество, на основе регистрации вторичных нейтронов можно определить, близко или далеко находятся ее залежи. Запросы геологов формируют основной рынок российских нейтронных генераторов, поскольку в своем классе приборов они наилучшие.

Рис. 12. Mars Reconnaissance Orbiter

Главная перспектива – это будущий полет на Марс в совместном с европейцами проекте «ExoMars», где на российском посадочном аппарате будет стоять усовершенствованный прибор, а его аналог отправится путешествовать на европейском марсоходе.