Наука Плоского мира - Йен Стюарт

В интерферометрии вместо одного большого телескопа используется сеть маленьких, удаленных друг от друга телескопов, но для оптической астрономии такой комплекс придется разместить в космосе. Кроме всего прочего, это даст дополнительное преимущество, ведь космос – большой, или, как сказали бы в Плоском мире, – место, где можно быть большим. Максимальная дистанция между телескопами в сети называется длиной базы. В космосе можно создать сеть интерферометров с невероятно длинной базой. Радиоастрономы уже создали такую с длиной базы, превышающей размеры Земли, разместив один телескоп с антенной на Земле, а другой – на орбите. И НАСА, и ЕКА (Европейское космическое агентство) разрабатывают программы по размещению в космосе прототипов сети оптических интерферометров, своего рода стай, образно выражаясь.

В 2003 году НАСА должно запустить проект «Space Technology 3»[37] (прежде он назывался «Deep Space 3»), включающий два космических аппарата, расположенных на расстоянии 0,6 мили (1 км) друг от друга и способных поддерживать дистанцию с точностью около половины дюйма (1 см). Его последователь, «Star Light», должен быть запущен в 2005 году. Другой смелый проект НАСА, планируемый на 2009 год, «Space Interferometry Mission», должен задействовать три интерферометра с длиной базы 10 метров. Кроме того, в НАСА задумываются о запуске в 2012 году «Terrestrial Planet Finder», который будет искать не только планеты земного типа, но и следы углекислого газа, водяного пара, озона и метана, которые могут быть признаками жизни, или, на худой конец, планет, на которых могут выжить организмы земного типа. Потом туда на разведку отправится другой проект, «Life Finder», дата которого пока не определена. В ЕКА также имеются подобные проекты. В 2006 году предполагается запустить «SMART‑2»[38], состоящий из двух спутников, которые будут летать по орбите. Также планируется более амбициозный проект «Darwin», представляющий собой целую флотилию из шести телескопов.

Однако больше всего ожиданий связано с проектом «Planet Imager», к которому НАСА рассчитывает приступить в 2020 году. Эскадрилья из пяти летательных аппаратов, каждый с четырьмя оптическими телескопами на борту, развернет интерферометрическую сеть с длиной базы в несколько сотен миль и начнет наносить на карту далекие планеты. До ближайшей от нас звезды всего лишь чуть более четырех световых лет, а компьютерные модели показывают, что 50 телескопов с длиной базы в 50 миль (150 км) вполне могут получить качественное изображение планеты, располагающейся в 10 световых годах, причем оно позволит рассмотреть континенты и даже луны размером с нашу. А имея 150 телескопов с аналогичной длиной базы, можно будет уже посмотреть на Землю с расстояния десяти световых лет и, например, заметить в ее атмосфере зарождающиеся ураганы. Только представьте, что можно сделать с длиной базы в тысячу миль!

Планеты за пределами Солнечной системы определенно существуют, более того, вполне вероятно, что их там видимо-невидимо. И это прекрасная новость для тех, кто надеется отыскать инопланетную жизнь. Вот только существующие доказательства наличия последней весьма сомнительны.

Традиционное место, где мы ожидаем найти жизнь в Солнечной системе, – это Марс. Во‑первых, этому поспособствовали легенды о марсианских каналах, увиденных астрономами в телескопы. Каналы, правда, оказались иллюзией, что выяснилось после получения фотографий с посланных к Марсу космических аппаратов. Во‑вторых, природные условия на Марсе близки к земным, только куда гаже. Ну и, в‑третьих, нужно поблагодарить авторов десятков научно-фантастических книг, исподволь подготовивших нас к существованию марсиан. Конечно, на Земле жизнь можно отыскать в самых неприглядных местах вроде жерл вулканов, раскаленных пустынь или в глубинах земных недр. К сожалению, ни единого следа жизни на Марсе не обнаружено.

Во всяком случае, пока…

Хотя какое-то время, пусть и недолгое, отдельные ученые полагали, что это уже произошло. В 1996 году НАСА объявило, что найдены следы жизни на Марсе. В Антарктиде откопали метеорит под кодовым номером ALH84001, который 15 миллионов лет назад якобы откололся от Марса в результате его столкновения с другим метеоритом и упал на Землю около 13 миллионов лет назад. Когда его распилили и внимательно рассмотрели под большим увеличением, то внутри нашлись три возможных признака марсианской жизни: отметины, напоминающие крошечные ископаемые остатки бактерий; железосодержащие кристаллы, похожие на отходы жизнедеятельности некоторых бактерий; органические молекулы, напоминающие найденные в ископаемых бактериях на Земле. Короче, все указывало на то, что найдены самые что ни на есть настоящие марсианские бактерии! Неудивительно, что после подобного заявления разгорелся жаркий спор, в результате которого были сделаны неутешительные выводы: почти с полной уверенностью можно сказать, что все три открытия ни в коей мере не доказывают существование жизни на Марсе. Так называемые «ископаемые бактерии» слишком малы, большая часть их – это всего лишь выступы на кристаллической поверхности, образовавшие забавные фигуры на металлическом зеркале электронного микроскопа. Наличие же железосодержащих кристаллов можно объяснить, отнюдь не прибегая к помощи бактерий. Органические же молекулы могли попасть на метеорит безо всякого участия какой-либо марсианской жизни.

И все же в 1998 году беспилотная исследовательская станция «Mars Global Surveyor» отыскала на Марсе следы существования древнего океана. Когда-то, давным-давно, огромные массы воды сошли с марсианских гор и обрушились на северные долины. Ранее считалось, что вся эта вода впиталась в грунт или испарилась, однако оказалось, что берега северных низменностей находятся на одном уровне, подобно размытой береговой линии земных океанов. Этот гипотетический океан должен был покрывать примерно четверть поверхности Марса. Если там когда-то существовала жизнь, то нас терпеливо дожидаются марсианские окаменелости.

Сейчас фаворитом поисков жизни в Солнечной системе неожиданно, особенно для тех, кто не читал научной фантастики, стал спутник Юпитера Европа. Неожиданно потому, что Европа неимоверно холодна и покрыта толстой коркой льда. В общем, не то место, где ожидаешь найти что-нибудь живое. Европа находится в гравитационной хватке Юпитера, и приливные силы разогревают ее изнутри. Это означает, что глубокие слои льда могли растаять, образовав огромный подледный океан. До недавнего времени это было только гипотезой, но доказательства наличия жидкой воды на Европе становятся все убедительнее. Они включают в себя геологические исследования ее поверхности, гравитационные измерения, а также тот факт, что недра Европы электропроводны. Это открытие было сделано в 1998 году К. Хураной и другими исследователями по результатам наблюдений космического зонда «Галилей» за магнитным полем Европы. Конфигурация ее магнитного поля очень необычна, и единственным правдоподобным объяснением этого является наличие подповерхностного океана, который может являться проводником электрического тока благодаря растворенным в нем солям. Поскольку Каллисто, другой спутник Юпитера, имеет похожие очертания магнитного поля, ученые сделали заключение, что и там имеется подповерхностный океан. В том же году Т. Б. МакКорд и другие ученые обнаружили на поверхности Европы обширные участки гидратированных солей (солей, чьи молекулы содержат воду), которые вполне могут оказаться коркой соли, оставшейся после подъема на поверхность соленой воды.

Существует соблазнительная идея отправить на Европу зонд, который бы приземлился, пробурил скважину и заглянул внутрь. Конечно, технические сложности огромны, ведь толщина слоя льда достигает по крайней мере 10 миль (16 км). К тому же операция должна быть проведена чрезвычайно аккуратно, чтобы ненароком не разрушить то, что мы собираемся найти: живые организмы Европы. Менее деструктивный способ, значащийся в планах, предполагает поиск в тонкой атмосфере Европы молекул, свидетельствующих о наличии жизни. Конечно, никто не говорит, что собирается найти там антилоп или, на худой конец, рыб, но все же как-то странно было бы, что химический состав океана Европы глубиной сто миль (160 км) не стал источником жизни. Ведь почти наверняка там есть какие-нибудь подводные «вулканы», где через океанское дно циркулирует очень горячая сернистая вода. Это обеспечивает прекрасные возможности для сложных химических реакций вроде той, которая породила жизнь на Земле.

Впрочем, куда более вероятно разыскать на Европе простые химические структуры, подобные башням – бактериям, которые могут там существовать в горячих жерлах, так же как в Балтийском море. Более сложные создания наподобие амеб или инфузорий-туфелек стали бы весьма приятным сюрпризом, а что-то еще более интересное, какой-нибудь многоклеточный организм – так вообще подарком судьбы. Обнаружение растений даже не обсуждается – если бы солнечный свет и мог как-то пробиться сквозь толщу льда, на Европу его попадает слишком мало. Жизнь на Европе должна поддерживаться химической энергией, как это происходит около жерл поводных вулканов на Земле. Не стоит, конечно, ожидать, что европеанские формы жизни будут хоть немного похожи на те, которые обитают у земных кратеров, поскольку они должны были развиваться в совершенно иной химической среде.