Текст книги "В мире невероятных приключений и научных сенсаций. Тайны, загадки, открытия и парадоксы окружающего мира"

Загадка тяжелой воды

Закончив свое краткое выступление, Мэхэффи представил своего коллегу Ральфа Геллерта, научного руководителя рентгеновской спектрографии, представленной прибором APXS, установленным на манипуляторе Кьюриосити. Судя по всему, коллега Мэхэффи настроился на обстоятельный рассказ о результатах уникального анализа химического состава покрова красной планеты и с недоумением наблюдал за тем, как среди репортеров нарастает шум и многие из них поспешно потянулись к выходу.

Тут с места подскочил научный обозреватель «Дейл Ньюс» и, заикаясь от волнения, задал вопрос:

– Мистер Геллерт, эта тяжелая вода и обугленный грунт… Неужели на Марсе была атомная война?

Журналисты замерли, и десятки глаз буквально впились в огорошенного необычным вопросом научного сотрудника. После небольшой паузы Геллерт недоуменно пожал плечами и попытался прояснить ситуацию:

– Тяжелая вода имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов обычного легкого изотопа водорода – протия она содержит два атома тяжелого изотопа водорода – дейтерия. Внешне тяжелая вода выглядит совершенно так же, как и обычная, представляя собой бесцветную жидкость без вкуса и запаха…

Выделяют также полутяжелую воду, известную также под названиями «монодейтериевая вода» и «гидроксид дейтерия», у которой только один атом водорода замещен дейтерием.

Существует еще и сверхтяжелая вода, в молекулах которой атомы водорода замещены атомами трития. Тритий является радиоактивным изотопом водорода, возникающим в ядерных реакциях, и иногда его называют сверхтяжелым водородом. Ядро трития состоит из протона и двух нейтронов. Этот элемент образуется при ядерных и термоядерных взрывах, а также верхних слоях атмосферы в ливнях космических частиц…

– А тритий нашли? – выкрикнуло сразу несколько голосов.

– Разумеется, – улыбаясь, ответил Геллерт, и конец его фразы потонул в гомоне журналистов, ринувшихся из конференц-зала, опрокидывая пластиковые кресла.

Новость о страшном ядерном побоище, стершем жизнь с лица Марса, мгновенно заполнила просторы Интернета и вовсю комментировалась в свежих выпусках уфологических газет и журналов. Между тем, предполагаемое открытие Кьюриосити вовсе не столь уж и оригинально с научной точки зрения.

Еще в конце лета 2008 года, работающий на Марсе космический зонд НАСА «Феникс» совершивший посадку вблизи северного полюса планеты 26 мая 2008 года, получил воду из образцов грунта, собранного с поверхности планеты.

Уильям Бойнтон, главный специалист по установленному на зонде газоанализатору, сразу же заявил, что состав марсианской жидкости несколько необычен. Подписанный им пресс-релиз утверждал, марсианский лед, взятый из почвы на пятисантиметровой глубине, также необычен по своим физико-химическим свойствам. Пришлось несколько раз повторять попытки проанализировать мерзлую почву, поскольку она застревала в совке манипулятора из-за странной «липучести». Однако, в конце концов, последняя проба стала более податлива, когда пролежала в совке около двух дней и из нее выпарилась часть воды, поэтому грунт удалось поместить в анализатор.

Достаточно открыть описание «атомной бомбы непрерывного действия» из романа великого провидца Герберта Уэллса «Освобожденный мир» и тут же станет ясно, что сам принцип глобальной цепной реакции родился практически вместе с самой атомной физикой. Вообще говоря, история тут непростая, ведь Уэллс при написании своего романа консультировался с выдающимися мыслителями своего времени – Николой Тесла, Оливером Хэвисайдом и Джорджем Фицджеральдом. Удивительно и то, что идея «перманентного ядерного взрыва» не осталось только гениальной «пробой пера» великого романиста. Ее подхватил и развил один из выдающихся практиков атомной науки – Фредерик Жолио-Кюри. В довоенные годы он не только пропагандировал свои идеи, но и пытался их воплотить в некоем «урановом котле» оригинальной конструкции, который был уничтожен вместе с чертежами и документами, после оккупации Парижа. В послевоенные годы Жолио-Кюри превратился в убежденного пацифиста и всячески протестовал против ядерных испытаний, доказывая, что в один ужасный момент очередная сверхмощная атомная бомба спровоцирует глобальную цепную реакцию, испепеляющую земную атмосферу и землю покроют… капли ядерного пепла плавающие в мертвой – тяжелой воде…

Марсианская гонка

Десятилетие назад Президент США Дж. Буш представил амбициозную программу пилотируемого полета на Марс. К 2030 году должны быть проведены все научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, а также созданы ракетоноситель, космический корабль и спускаемый модуль.

Этот космический вызов призванный окончательно закрепить американские успехи «роботизированных» миссий, которые уже давно ищут следы жизни на Красной планете.

Между тем, как это ни странно звучит, история марсианских программ СССР и России начиналась еще в шестидесятых годах прошлого века. В 1964 году Генеральный конструктор С. П. Королев представил «партии, правительству и лично Н. С. Хрущеву» проект организации экспедиции на Марс. Сергей Павлович считал, что создаваемый гигантский ракетоноситель Н-1 вполне может доставить двух, а может быть и трех космонавтов на марсианскую поверхность. Разработана была и схема возвращения марсианских первопроходцев на Землю. Более того, один из вариантов включал организацию постоянной базы с трех– или пятигодичными вахтами!

К глубокому сожалению в судьбу этого замечательнейшего проекта советской космонавтики неожиданно вмешалась… внешняя разведка СССР! Были получены заслуживающие доверия сведения, что США еще в 1959 году запустили лунную программу «Аполлон» и вложили в нее колоссальные средства в несколько раз превышающие все космические расходы СССР. Реакция Никиты Сергеевича была предсказуемая: стуча, в своей манере, кулаком по столу, он категорически запретил Сергею Павловичу «валять ваньку с марсианской ерундой» и потребовал немедленно направить все силы и средства на «лунную гонку» с США.

Это волюнтаристское решение имело весьма печальные последствия для советской космонавтики. За четыре года так и не удалось «обкатать» Н-1 в качестве надежного «лунного» ракетоносителя. В 1969 году человек ступил на поверхность Луны – и это был не советский космонавт…

Л. И. Брежнев был сильно разочарован проигрышем «Лунной гонки» и стал склоняться к более надежным проектам освоения ближнего космоса с помощью орбитальных станций. А тут еще подоспели рейгановские «звездные войны»… В общем, львиная доля средств была направлена на военно-космический проект «Алмаз». Он призван был стать достойным ответом СОИ и включал создание «орбитальных платформ-станций», оснащенных баллистическими ракетами «космос-земля» и ракетами-перехватчиками чужих МБР.

Ну а если бы план Королева был принят? Генеральный конструктор с единомышленниками еще с 1960 года разрабатывал советский марсианский проект, который должен был закончиться в 1976 году десантом космонавтов на Марс. Надо сказать, что даже на эскизном уровне проект был очень хорошо проработан. Были предусмотрены варианты высадки на спутники Марса Деймос и Фобос, а также создание на обратном пути лунной базы. К восьмидесятым годам Советский Союз должен был бы стать абсолютным лидером в освоении космоса и приступить к амбициозным планам колонизации Марса и Луны…

Может быть, и вся история государства сложилась бы в этом случае по-иному…

Мечты и реальность

Нельзя не сказать, что после «лунного провала» советская космонавтика не пыталась хотя бы отчасти вернуть утраченные позиции. Был успешный проект забора лунного грунта и луноходов, затем пришла пора орбитальных станций «Бурана» и «Мира». Однако более двух десятков экспедиций АМС на Марс оказались неудачными, и лишь пара проектов смогла повторить достижения НАСА. Последними тяжелыми ударами по российским «марсианским программам» стали крушения АМС «Марс-96» и «Фобос-грунт».

Сегодня российское участие в освоении Красной планеты выглядит очень скромно. Это, прежде всего, участие в программе «Экзомарс» и развитие проекта «Фобос-грунт 2».

Проект «Экзомарс» разрабатывался совместно Европейским Космическим Агентством (ЕКА) и НАСА. Американская сторона обеспечивала выход АМС на орбиту, но после смены приоритетов фактически оставила проект без ракетоносителя. После этого ЕКА и Роскосмос начали переговоры об использовании носителя «Протон» и равноценного участия в проекте.

Первая часть миссии предполагает отправку в 2016 году орбитального зонда и высадку на его поверхность десантного модуля «Скиапарелли».

Второй этап включает отправку марсохода «Экзомарс Ровер» в 2018 году. Ракета «Протон» доставит спускаемый модуль на марсианскую орбиту, после чего реактивный кран «Небеса» («Sky») обеспечит высокоточную мягкую посадку. После удачного спуска марсоход развернет солнечные батареи и начнет шестимесячную миссию, включающую бурение поверхности.

Проект «Фобос-грунт 2» может быть реализован не ранее 2018 года, при этом его планируется существенно упростить и удешевить, а часть научных приборов перенести на АМС «Экзомарс».

Таким образом, для того чтобы «догнать и перегнать» марсианские миссии НАСА и ЕКА, требуется не только повторение плана Королева, но и «прорывные» инновационные технологии, позволяющие перейти от высадки космонавтов к поэтапной колонизации Красной планеты. И определенный базис для подобных амбициозных проектов уже есть – это создание космодрома Восточный в Амурской области.

Именно программа колонизации Марса позволит актуализировать все разработки советского периода, выйти на новые решения и вновь обеспечить мировое лидерство России в Космосе. Реализация «марсианских проектов» позволит более эффективно решать многие задачи сегодняшней космонавтики, реализуемые на космодромах Байконур и Плесецк.

Колонизация Марса на Земле

Первые попытки смоделировать жизнь марсианских колонизаторов относятся к 1967 году, когда Институт медико-биологических проблем АН СССР на год поселил команду добровольцев в макете инопланетной базы с частично замкнутым циклом систем жизнеобеспечения. Любопытно, но этот эксперимент пришлось неоднократно прерывать из-за конфликтов между участниками проекта.

Затем эстафета «миссий выживания» перешла в Институт биофизики СО АН СССР, где в семидесятых и восьмидесятых годах были организованы сложные проекты с комплексами замкнутого жизнеобеспечения, в которых испытуемые получали воду и воздух из вторичных ресурсов. Сюда входили многомесячные эксперименты отработки систем регенерации и изучения групповой динамики поведения в изолированных группах с участием «экспедиций посещения». В частности исследовалась психологическая совместимость при посещении комплекса женским экипажем. При этом производилась имитация ситуаций острого периода адаптации при выполнении сложной операторской работы по управлению объектом. Также исследовались психофизиологические состояния членов «экипажа» при моделировании череды аварийных ситуаций, каждая из которых продолжалась несколько суток.

Российская космонавтика продолжила исследования «инопланетной выживаемости человека». Крупным достижением стало выполнение в середине девяностых годов международной программы «Евромир-95. Поведение человека в длительном космическом полете». Затем последовал проект Института медико-биологических проблем РАН «ЭКОПСИ-95», в котором исследовалась психофизиологическая комфортность среды обитания, ее влияние на человека и возможность управления динамикой таких процессов. В конце ушедшего столетия там же был эксперимент «Имитация полета международного экипажа на космической станции». При этом вместе с жилым модулем ЭУ-100 «Мир» использовался специальный отсек ЭУ-37 «Марсолет». Ежемесячно происходила имитация стыковки с грузовым кораблем, доставлявшим продукты, приборы и инструменты.

Самым масштабным моделированием «космической экспансии человечества» стал совместный международный проект «Марс-500». В нем участвовали Роскосмос, РАН, московский Институт медико-биологических проблем РАН и ЕКА. В основу проекта были положены разнообразные эксперименты по имитации российской пилотируемой экспедиции на Марс с широким международным участием. Во время эксперимента шесть добровольцев находились в блоке с автономным обеспечением 519 дней. Эксперимент был максимально приближен к реальному пилотируемому полету, орбитальному позиционированию, спуску на планету и возвращению на Землю. Первые два этапа 14– и 105-суточного «полета» были успешно завершены к середине 2010 года, а реализация орбитальной стадии и высадки происходила с начала июня 2010 года по ноябрь 2011.

Проблемы и решения

Колонизация Марса по «сценарию Королева» могла бы иметь колоссальное практическое и научное значение, обеспечивая уникальные технологии для создания систем жизнеобеспечения искусственной среды, развития космической медицины и биологии. Это не только позволит поднять на новый уровень научно-технический прогресс, но и позволит заложить основу для ответа на глобальные климатические, метеорологические, сейсмические и экологические вызовы, которые природа бросает человеку.

Суть программы колонизации Марса заключается в том, чтобы всеобщими усилиями попытаться воспроизвести на наиболее близкой к Земле планете земную жизнь и тем самым понять всеобщие принципы распространения феномена живого во Вселенной.

Несомненно, что это потребует глубокого преобразования природных условий Марса и прежде всего изменения плотности и состава атмосферы с озонным слоем. Однако пока этого не произойдет, высокий уровень радиации из-за отсутствия марсианского магнитного поля будет создавать большие проблемы для первых поселенцев. Единственное разумное решение – разместить жилые отсеки в неких пещерах, гротах или кавернах, следы которых изредка наблюдают орбитальные аппараты. Внешние технические конструкции лучше всего сделать надувными, что позволит в кратчайшие сроки развернуть системы жизнеобеспечения.

Еще одна проблема – питание колонистов. Необходимо будет развернуть оранжереи с гидропоникой для быстрого выращивания ГМО-растений, таких, как хлорелла. Разумеется, при этом неминуемо придется использовать компоненты марсианского грунта, что может вызвать необычные эффекты, ведь марсианская почва богата соединениями, которые плохо переносят земные растения.

Несомненно, что с течением времени возникнет особая раса марсианских поселенцев, на организм которых окажет сильное влияние слабое тяготение, отсутствие магнитного поля, необычный состав микроэлементов в пище и воде, а также другие пока еще неизвестные факторы. Все вполне может произойти как в блестящем рассказе Рэя Брэдбери «Были они смуглые и золотоглазые» из его неподражаемого цикла «Марсианские хроники»…

Впрочем, все это вряд ли произойдет в нашем столетии, а сегодняшним выигрышем оригинальной российской программы колонизации Марса могут стать новые международные проекты и связи (например, с КНР). Тогда может возникнуть и новая доктрина международной безопасности, в которой Россия вместе с ЕС и США примет космические стандарты марсианской экстерриториальности. Все это дает нашей стране уникальный шанс на геополитический и дипломатический выигрыш.

Глава 7. Тайна Фаэтона

Юпитер взял в правую руку копье. Молния вырвалась из тяжелых туч и ударила в колесницу. Колесница разбилась. Кони в страхе разлетелись и Фаэтон, все еще сияя багрянцем солнечного венца, стал падать вниз. Он упал в реку Эридан, но надолго остался в воздухе огненный след.

Узнав о беде, Климена с дочерьми – сестрами Фаэтона, пришла к Эридану. Там девушки с горя превратились в лиственницы, но до сих пор в шелесте их хвои слышен плач по погибшему брату, и до сих пор их слезы – прозрачный янтарь – находят люди в воде…

Овидий Назон. «Метаморфозы»

Взрыв килограммового болида над Челябинском 15 февраля 2013 года и приближение к Земле на расстояние в 27 тысяч километров (это ближе 36-тысячных орбит геостационарных спутников) 47-метрового астероида 2012 DA14 заставили вспомнить дошедшую из глубины веков поэтичную легенду о Фаэтоне. Античный поэт и мифограф VIII века до н. э. Гесиод из Аскры включил это сказание в поэму «Теогония» (Происхождение богов). Миф о сияющем сыне солнечного Феба и нимфы Климены, уговорившем своего отца дать прокатиться на запряженной крылоногими конями колеснице, в которой Солнце объезжает мир, вошел и в знаменитую поэму римского поэта Публия Овидия Назона (43 г. до н. э. – 18 г. н. э.) «Метаморфозы» (Видоизменения).

Сначала мой путь идет круто вверх и с трудом поднимаются кони. Потом по таким высотам проходит дорога, что сердце сжимается, когда я смотрю вниз, на Землю и море, потом обрывается вниз. Когда осторожно спускаются кони, морские боги с опаской смотрят из волн: не сорвался бы я в эту пропасть. Там, в вершине неба – страшный водоворот крутит громаду пространства и увлекает звезды. Лишь я могу противостоять его натиску и идти навстречу потоку. Вот ты в колеснице – куда направишь ее? Что если вращенье колес отнесет тебя к вершине оси? Ты думаешь, что проедешь по рощам и цитаделям богов. Увы! Твой путь пройдет через логова страшных чудовищ – восходящего задом наперед Тельца, Стрельца с вечно натянутым луком, кривых клешней Скорпиона и Рака. Страшась их пламени, едва подчиняются кони поводьям. Послушай меня, родной, откажись от этой затеи. Смотри, сколько прекрасного в мире! Ты будешь владеть, чем захочешь, клянусь водами Стикса…

Так отговаривал Феб Фаэтона от его опасной затеи. Но самоуверенный юноша не послушался отца и вызвал чудовищную катастрофу:

Но как легкую лодку раскачивают и швыряют в разные стороны волны, по которым прямо плывет тяжело груженый корабль, так кони раскачивали, швыряли в разные стороны лишенную тяжести Солнца повозку. И свет проник в запретные места. Впервые вздрогнул под теплым лучом Дракон и сумеречный Волопас, разогрелись в чуждом им жаре ледяные Медведицы. Фаэтон хотел придержать коней – ему не хватило сил. Взглянул вниз – и отшатнулся: страшно было смотреть с высоты на вершины северных сосен, озаренных неведомым им прежде светом. Огляделся вокруг – большая часть пути уже пройдена, но много еще впереди. И он помчался к закату, оглядываясь на восток, проклиная то Меропу, то ослеплявший его яркий свет. А когда перед ним возник чудовищный огненный Скорпион с изогнутыми клешнями, Фаэтон в ужасе выпустил поводья из рук и кони сошли с привычной дороги. Они бросились вверх – и непривыкшие к пламени звезды вспыхивали и гасли, превращаясь в золу. Потом кони ринулись вниз – и на Земле начался пожар. Горели горы, таяли льды, кипели, иссыхали моря. Метались, ища спасенья, птицы, звери, рыбы, люди…

По следам легенды

Говорят, что светлый круг, видимый в темные ночи на небе – мы зовем его Млечным Путем, это след зажженного Фаэтоном в небе пожара. Еще говорят, что Фаэтон был вовсе не юноша, а звезда, сошедшая со своего места.

Овидий Назон. «Метаморфозы»

Астрономы давно уже спорят о том, какое реальное астрономическое событие могло бы скрываться за мифом о падении Фаэтона. Большинство при этом склоняется к версии, что древние жители средиземноморья наблюдали падение крупного болида прилетевшего из пояса астероидов.

Сегодня мы знаем, что по различным орбитам в Солнечной системе циркулирует множество метеоритных тел размером от пылинки до многоэтажного дома. Большинство из метеоритов прилетают из обширного пояса астероидов (чтобы отличить его от других скоплений метеорного вещества в Солнечной системе, его называют «главным»), отделяющего внутреннюю область Солнечной системы от внешней. Главный астероидный пояс простирается далеко за орбитой Марса и через него лежит путь в край газовых гигантов и их удивительных лун. Этот пояс астероидов, обитатели которого грозят неисчислимыми бедами нашей планете, пока еще является одним из самых загадочных мест Солнечной системы и его исследователей еще ждет много неожиданностей.

Неожиданный поворот легенда о Фаэтоне получила после детальной обработки снимков, полученных АМС «Рассвет» (Dawn). Эта миссия НАСА стартовала в сентябре 2007 года, направляясь в пояс астероидов для изучения двух крупных тел – Весты и Цереры. АМС достигла астероида Весты в 2011 году, получив массу ценной информации, расшифровка которой продолжается и сегодня. Основываясь на последних данных о структуре поверхности Весты, британский планетолог Дункан Форган из Эдинбургского университета и астрофизик Мартин Элвис из Массачусетского Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) выдвинули версию, что некая высокоразвитая цивилизация могла сотни миллионов лет назад разрабатывать ресурсы астероидов. В общем-то, здесь нет ничего необычного, ведь и наша планета рано или поздно столкнется с резкой нехваткой природных ресурсов. И, когда это произойдет, земляне будут вынуждены добывать полезные ископаемые металлов и редких элементов на ближайших небесных телах – Марсе и астероидах.

Возможно, что именно кольцо астероидов будет предпочтительным вариантом, ведь его объекты несколько раз в десятилетие подлетают довольно близко к Земле. Церера, являя собой крупнейшее тело в главном поясе астероидов, скорее всего, имеет сложную структуру. Считается, что большую часть мантии этой карликовой планеты составляет водяной лед объемом не менее двухсот миллионов квадратных километров. Эти колоссальные запасы воды могут стать решающим фактором в будущей колонизации внутреннего сектора Солнечной системы, позволяя получать кислород для атмосфер космических баз и водород для ракетного топлива и энергообеспечения. Таким образом, Церера, благодаря низкой гравитации, близости к астероидным запасам руды и наличии водяного льда, может стать в отдаленном будущем ценным плацдармом для космической экспансии человечества.

Часто оценивается возможность колонизации астероидов с целью промышленного освоения их ресурсов – рудных полезных ископаемых. Основным сырьем, доставляемым с астероидов, могут стать рубидий, цезий, иридий, прочие редкие металлы.

В то же время Форган и Элвис расширяют границы своих идей и на иные звездные системы, считая, что и у них следует искать следы горнорудной деятельности инопланетян. При этом они полагают, что колонизация астероидных колец, присутствующих у многих планетарных систем, может проявить себя аномальной запыленностью и необычными перепадами температур.

Астрономы, поддерживающие Форгана и Элвиса, уже выбрали и конкретный объект исследования в виде трех астероидных колец близкой (10,5 световых лет) к нам планетарной системы Эпсилон Эридана. Предполагается, что у этой молодой солнцеподобной звезды имеется как минимум одна планета или даже целая планетная система. В 2008 году международный консорциум астрономов обнаружил в системе два астероидных пояса. Один из них расположен в трех астрономических единицах (расстояние от Земли до Солнца) от своей звезды, а второй удален на двадцать астрономических единиц.