История всего. 14 миллиардов лет космической эволюции. - Нил Деграсс Тайсон

Если в поисках жизни ограничиться системами, где в роли рабочей жидкости выступает вода, то мы должны признать, что Марс, по всей видимости, оставался за пределами обитаемой зоны Солнца на протяжении большей части истории Солнечной системы. Даже сегодня, когда Солнце сияет ярче, чем миллиарды лет назад, температура поверхности Марса не позволяет существовать жидкой воде. И это не просто слова: в настоящее время, имея возможность наблюдать поверхность Марса во всех деталях, мы находим лишь следы крошечного количества жидкой воды и намеки на то, что ее могло бы быть больше.

Эти факты заставляют отказаться от всякой надежды найти в марсианских впадинах воду, а возможно, и жизнь. Однако в прошлом условия были гораздо более благоприятные для нее: геологический профиль Марса указывает, что пару миллиардов лет назад вода была в изобилии на планете. В частности, некоторые древние кратеры на Марсе очень похожи на земные, но большая часть поверхности нашей планеты занята водой, а на Марсе ее практически нет. Один из древних водоемов на Марсе, 30-мильный кратер под названием Езеро, имеет веерообразную, богатую глиной древнюю дельту, почти наверняка образовавшуюся из обломков, переносимых протекающей водой. В результате Езеро стал целью космического аппарата NASA, последнего из отправленных для исследования Красной планеты.

Когда-нибудь астронавты смогут высадиться на Марсе и исследовать его поверхность в поисках древней жизни. Для наших роботов-исследователей это «когда-нибудь» уже наступило. Пока перспектива отправки астронавтов на Марс остается довольно туманной, человечество продолжает посылать автоматических разведчиков, наделяя их все более широкими возможностями. К тому времени, когда, наконец, появится возможность послать астронавтов на Марс, роботы-исследователи, вероятно, сравняются с человеком в своих возможностях (за исключением привлекательности на телевизионной картинке), но при этом смогут работать намного дольше и с гораздо меньшими затратами. Летом 2020 года, в одно из благоприятных «окон», открывающихся раз в 26 месяцев, три страны запустили свои космические аппараты. Аппарат Hope («Надежда»), созданный ОАЭ и имеющий комплекс самых передовых инструментов для визуального наблюдения, вышел на орбиту вокруг Марса, присоединившись к шести другим орбитальным зондам, которые активно исследуют марсианскую поверхность. Китайская межпланетная станция Тяньвэнь–1 доставила к Марсу орбитальный зонд и спускаемый аппарат с марсоходом Чжужун массой в четверть тонны, который в течение трех месяцев обследовал места посадки.

Опираясь на 45-летний опыт отправки космических аппаратов на Марс, которых было семь, в NASA взялись за еще один проект и запустили в космос Perseverance — однотонный марсоход с 19 камерами, буром для получения образцов почвы, лазером и флуоресцентным спектрометром для определения химического состава и другими инструментами. Задачей аппарата стал поиск «биосигнатур», типичных для живых организмов на Земле. В комплекте с Perseverance был доставлен также Ingenuity, ставший первым вертолетом на другой планете, — для проверки возможности полетов дронов в атмосфере с плотностью, составляющей всего 1 % от земной, и при пониженной силе тяготения, которая на поверхности Марса соответствует 38 % от земной.

NASA также подумало о будущем и снабдило Perseverance 39 гиперстерилизованными контейнерами для хранения образцов грунта, полученных с помощью бурения. Эти контейнеры будут оставлены в одном или нескольких местах на планете, чтобы будущие исследователи — люди или автоматы — могли их извлечь и вернуть на Землю для детального анализа. Основные надежды на обнаружение микроскопической жизни на Марсе, если она существует, связаны не с высадкой сравнительно примитивных лабораторий на поверхность Марса, а с возвращением данных образцов, чтобы ученые смогли их изучить в земных условиях.

Планетам, находящимся за Марсом, и их спутникам достается еще меньше солнечной энергии, из-за чего на них царствует лютый холод, который, как казалось раньше, делает появление жизни на водной основе маловероятным, если вообще возможным. Но в последние десятилетия люди отправили несколько мощных космических аппаратов для изучения крупных объектов, находящихся за Марсом, и смогли обнаружить пять (пока что!) таких, где может существовать жизнь. Поскольку все эти объекты находятся вне обитаемой зоны Солнечной системы, эти открытия показывают, что кажущиеся естественными предположения могут оказаться ложными и ограничивать широту научной мысли.

Ближайший из этих пяти объектов представляет собой самый свежий и, пожалуй, самый удивительный пример, который почти не упоминался ранее в кругах ученых, занятых поисками следов жизни. Речь о Церере, вращающейся вокруг Солнца на расстоянии более чем в два с половиной раза дальше, чем Земля, — это самый крупный из астероидов с диаметром около 600 миль (946 км), что составляет одну четверть диаметра Луны. В 2015 году, после посещения Марса и астероида Веста, межпланетная станция NASA Dawn, используя свой инновационный ионный двигатель, вышла на орбиту вокруг Цереры на высоте всего 20 миль от поверхности астероида. После того как в 2018 году было израсходовано все топливо, NASA оставило навечно замолчавшую станцию на орбите вокруг Цереры, но продолжило финансировать ученых из Лаборатории реактивного движения, занимающихся изучением данных, накопленных за годы функционирования Dawn. В конце 2020 года они сделали потрясающее заявление: Церера богата подземными водами.

Этот вывод был сделан на основе множества собранных данных. Например, на фотографиях, сделанных межпланетной станцией, виден большой кратер, получивший название Оккатор и имеющий возраст, по оценкам исследователей, всего около 20 миллионов лет. Детальные измерения гравитационного поля Цереры выявили довольно низкую плотность материала под поверхностью, близкую к плотности льда, а спектроскопические наблюдения показали присутствие на поверхности относительно молодых отложений, в том числе соединения воды и соли, называемого гидрогалитом. На Земле гидрогалит широко встречается во льдах Арктики и Антарктики, но его обнаружение на Церере — это первый случай встречи с ним вне Земли.

При температуре поверхности Цереры 235 градусов по шкале Кельвина (–38 по шкале Цельсия) любая жидкая вода должна находиться под поверхностью. Измерения, произведенные Dawn, показывают, что под кратером Оккатор находятся значительные объемы рассола (сильносоленой воды с температурой замерзания намного ниже 0), богатого гидрогалитом (который замерзает только при температуре –30 градусов Цельсия) и насыщенного песком — каменным материалом с частицами крошечного размера. Другими словами, под поверхностью астероида вполне может находиться много соленой холодной грязи.

Церера обладает важнейшим оружием в борьбе (воображаемой) за сохранение жидкости — это клатраты! Данное экзотическое имя отсылает к вымышленному веществу «лед-девять», которое было придумано Куртом Воннегутом для романа «Колыбель для кошки». Клатраты очень похожи на обычный лед, но организованы гораздо сложнее: решетка из молекул воды окружает небольшие молекулы газа, что препятствует распространению тепла и делает клатратный лед в сотни раз прочнее водяного. На Земле клатратные соединения играют жизненно важную для нас роль, удерживая метан в своих решетчатых структурах: без этого подземные молекулы метана заполонили