Последний космический шанс - Антон Первушин

Минимальный срок службы «Кьюриосити» был определен в один марсианский год (686 земных суток), однако за это время он даже не сумел добраться до горы Шарпа – на путь к ней ему понадобилась тысяча суток, ведь по дороге ученые увидели много интересного и требующего внимания.

Исследования продолжаются, но и того, что удалось выяснить, хватило для однозначного вывода: дно кратера Гейл состоит из отложений, которые образовывались на дне большого озера на протяжении десятков миллионов лет. Все нижние горизонты горы Шарпа представляют собой сотни перемежающихся слоев озерных, речных и ветровых отложений. Они свидетельствуют о многократном заполнении и испарении озера, которое, по мнению ученых, занимало большую часть площади кратера. Причем таких постоянных озер на Марсе могло быть много. Заместитель научного руководителя миссии Ашвин Васавада заявил: «Если наша гипотеза выдержит проверку, она поставит под сомнение взгляды о том, что теплые и влажные условия возникали кратковременно, были локальными или вообще существовали только под поверхностью Марса. Более радикальное объяснение состоит в том, что древняя плотная атмосфера Марса держала температуру выше точки замерзания в глобальном масштабе, но пока мы не знаем, как она это делала».

Американский марсоход нового поколения «Curiosity»

Что касается следов жизни, то нас, похоже, ждут новые сенсации. 24 марта 2015 года научная группа анализатора SAM, стоящего на «Кьюриосити», объявила о первом обнаружении азота в составе газа, выделяющегося при нагреве образцов грунта. Азот входил в состав оксида NO, который, вероятно, образовался при разложении нитратов, а нитраты, как известно, содержат азот в форме, легко используемой живыми организмами. Пока нет подтверждений, что марсианские нитраты могут быть продуктом жизнедеятельности: в небольших количествах они образовываются в небиологических процессах (удары метеоритов, вулканическая деятельность и грозовые разряды). Тем не менее поскольку доказано, что в прошлом жидкая вода и органические вещества присутствовали в кратере Гейл, то выявление нитратов – еще одно свидетельство того, что условия древнего Марса были благоприятны для жизни.

В заключение этого обзора стоит упомянуть об открытии, косвенно указывающем на существование каких-то форм жизни под поверхностью современного Марса. В феврале 2005 года на первой большой конференции, посвященной промежуточным итогам изучения красной планеты с помощью аппарата «Марс-Экспресс», было сделано заявление о том, что планетарный спектрометр PFS (Planetary Fourier Spectrometer) выявил в атмосфере Марса значительное количество метана, который может иметь вулканическое или биологическое происхождение. Известно, что под действием ультрафиолетового излучения метан разрушается за 300–400 лет, и для того, чтобы его содержание оставалось на выявленном уровне (11 частей на миллиард), необходимо ежегодное поступление в количестве около 150–200 т. Теоретически для этого достаточно химических процессов в грунте – окисления железа горячих базальтовых пород с выделением водорода, который соединяется с углеродом, образуя метан. Однако обращает на себя внимание то, что зоны, где количество метана выше среднего по Марсу, географически очень четко накладываются на области с повышенным же содержанием льда и водных паров (в два-три раза выше среднего). Таких «оазисов» три: Земля Аравия (Terra Arabia), равнина Элизий (Elysium Planitia), Аркадия-Мемнония (Arcadia-Memnonia) – все они находятся поблизости от экватора, в умеренных широтах южного полушария. Примечательно также, что в этих зонах обнаружено большое содержание формальдегида (130 частей на миллиард). Формальдегид в условиях марсианской атмосферы должен разлагаться всего лишь за 7,5 часов. Чтобы он присутствовал в наблюдаемых количествах, необходим гораздо более высокий уровень «производства». Формальдегид получается при окислении метана, причем в реальных марсианских условиях в присутствии оксидов железа и влаги в грунте и под воздействием солнечного ультрафиолета этот процесс идет очень легко. Но если это так, то темп «производства» метана должен быть намного выше – порядка 2–5 млн т в год. Какой процесс может обеспечить столь высокий уровень поступления метана в атмосферу? Только бешеная вулканическая активность, которой сегодня на Марсе не наблюдается. С другой стороны, органическая жизнь может быть хорошим «поставщиком» метана (и, следовательно, формальдегида) в наблюдаемых количествах, синтезируя его из углекислого газа и водорода. К примеру, на Земле годовое поступление метана в атмосферу – около 500 млн т, и почти весь он биологического происхождения.

«Кьюриосити» также пытался отыскать метан, благо он высадился вблизи одного из «оазисов» Марса – на краю равнины Элизий. Первые измерения принесли разочарование: содержание этого газа в атмосфере оказалось столь ничтожно, что не вышло за пределы приборной погрешности (все равно что его и нет). Однако позднее, в декабре 2013 и январе 2014 годов, было зафиксировано резкое увеличение концентраций этого газа, что подтвердило факт его эпизодического поступления из некоего загадочного источника. Не исключено, что этим источником является слой льда под «покрывалом» марсианского грунта, подпитываемый геотермальным теплом, а ниже ледяного слоя присутствует и жидкая вода. Предположение о том, что в подземных пещерах Марса в настоящее время существует жизнь, наилучшим образом объясняет все собранные данные. Скорее всего, в «оазисах» обитают метаногенные бактерии, а в водной среде рядом с ними могут существовать и более сложные организмы…

Теперь мы знаем, что слухи о «смерти» Марса сильно преувеличены. Красная планета все еще подбрасывает нам сюрпризы, и я не удивлюсь, если в ближайшие годы «Кьюриосити» поймает за хвост марсианскую «пиявку». Впереди много интереснейшей исследовательской работы. Ученым предстоит разобраться в моделях эволюции Марса, выбрать и обосновать «единственно верную» модель, окончательно определиться с местной биосферой, реконструировать прошлое атмосферы и гидросферы. Обсуждаются планы доставки образцов марсианского грунта с помощью дистанционно управляемого аппарата и планы развертывания на поверхности планеты роботизированной базы с возобновляемыми ресурсами.

Однако остается актуальным важнейший вопрос: какое место в программе изучения Марса займет пилотируемая космонавтика? Понятно, что присутствие человека на красной планете ускорит поиски местных форм жизни. Но готово ли человечество к тому, чтобы прямо сейчас заменить робота космонавтом?

4.2. Проблема тяги

Существует множество проектов колонизации и терраформирования Марса, которые очень любят обсуждать популяризаторы и научные журналисты. Довольно часто на телевизионных экранах можно увидеть фильмы, в которых высадка экспедиции на Марс представляется чуть ли не как свершившийся факт. Ожидания подогревают и космические агентства, которые периодически вбрасывают в медийное пространство сообщения о подготовке такой экспедиции, разработке марсианских скафандров и пилотируемых марсоходов, создании тренажерных комплексов и проведении соответствующих экспериментов на борту Международной космической станции. Даже президенты не смогли противостоять соблазну покрасоваться в ипостаси лидеров завоевания Марса. К примеру, Дмитрий Медведев неоднократно заявлял, что освоение красной планеты является стратегической целью российской космонавтики. Барак Обама хоть и закрыл программу «Созвездие», но, выступая в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде, вдруг заявил, что в середине 2030-х годов американцы полетят к Марсу, а сам он рассчитывает «дожить до этого, чтобы увидеть воочию». У обывателя, далекого от космических проблем, складывается вполне конкретное впечатление: если не в этом десятилетии, то в следующем Марс станет достижим; туда начнут летать космонавты, на поверхности появится обитаемая база, сбудется очередная мечта. Но мы не будем уподобляться обывателям, а снова поищем корень проблемы, сопоставив цель и возможности.

Первые инженерные проекты полета на Марс появились еще в 1920-е годы. Пионером тут выступил инженер Фридрих Цандер, веривший в существование «каналов», марсиан и разрабатывавший проект межпланетного ракетоплана. Константин Циолковский, которого Цандер считал своим учителем, тоже подумывал об экспедиции на Марс, но считал, что на первом этапе достаточно будет облететь красную планету без высадки на ее поверхность. И Циолковский, и Цандер уже тогда понимали, что двигатели на химическом топливе не подходят для столь грандиозного космического путешествия. Они видели выход в создании принципиально новых транспортных средств, использующих испаряемый металл в качестве топлива и атомный реактор в качестве источника энергии для испарения этого металла.