Марсианин: как выжить на Красной планете - Антон Первушин

Примерно через 20 минут после того, как он сел на поверхность Марса, над районом посадки прошел «Марс Глобал Сервейор» и сделал несколько снимков с высоким разрешением. Позднее на одном из этих снимков был обнаружен километровый кратер. Поскольку при подготовке миссии никто о существовании этого кратера в районе посадки не знал, возникло предположение, что «Бигль-2» сел на его край и опрокинулся.

Комиссия, расследовавшая причины потери аппарата стоимостью в 49 миллионов евро, пришла к выводу, что во всем виноват разработчик – профессор Колин Пиллинджер, не продумавший конструктивные меры по повышению его надежности. Пиллинджер с выводами комиссии не согласился и заявил, что дело не в надежности, а в марсианской буре, которая сорвала парашютную систему. Чтобы доказать жизнеспособность своих аппаратов, он начал проектировать «Бигль-3» и обратился к лорду Сейнсбери за его финансированием. Однако денег профессору, скорее всего, больше никто не даст.

Несмотря на потерю спускаемого модуля, специалисты ЕКА не теряли присутствия духа, ведь у них еще оставался «Марс Экспресс». 23 января 2004 года было объявлено, что при пролете над южным полюсом красной планеты спектрометры этого аппарата зафиксировали пары воды, что лишний раз подтвердило ее наличие на поверхности и в атмосфере Марса. Кроме того, с борта «Экспресса» начали поступать панорамные и цветные стереоснимки поверхности. Сегодня ими можно полюбоваться на официальном сайте миссии.

Затем аппарат развернул антенны длинноволнового подповерхностного радара MARSIS. Ожидания ученых оправдались в полной мере. Залежи льда на южном полюсе Марса оказались столь огромны, что если его растопить, вода покроет всю планету слоем толщиной в 11 метров!

На следующем этапе «Марс Экспресс» представил визуальные доказательства существования ледяного океана на соседней планете. Многочисленная команда ученых тщательно проанализировала данные, поступившие с ареоцентрической орбиты, прежде чем представить свои выводы на первой научной конференции по миссии («1st Mars Express Science Conference»), проходившей в Нидерландах с 21 по 25 февраля 2005 года.

Право называться первооткрывателем марсианского океана принадлежит Джону Мюррею из Британского Открытого университета. В южной части огромной равнины Элизий его группа обнаружила площадь размером 800 на 900 км, покрытую паковым льдом. Эти инопланетные льдины ученые из осторожности называют «пластинами», но приводят массу доказательств в пользу того, что это – замерзшая вода. Отдельные «пластины» имеют размеры от 30 м до 30 км в поперечнике с ясными признаками разрывов целых кусков, их вращения и горизонтального дрейфа по поверхности воды на расстояния в несколько километров.

Джон Мюррей рассказывает, что формирование наблюдаемой поверхности, скорее всего, началось с огромных масс льда, плавающего в жидкой воде. Лед был покрыт вулканическим пеплом. Льдины сталкивались друг с другом, разбивались и дрейфовали, прежде чем остававшаяся жидкой вода замерзла. Позднее весь лед, не защищенный пеплом, испарился, оставляя «пластины» пакового льда.

Кстати, средняя глубина льда там составляет 45 м, а изучение свежих ударных кратеров на поверхности удивительного океана показывает, что возраст «пластин» не превышает 5 млн лет.

Если гипотеза группы Мюррея о существовании ледяного марсианского океана подтвердится, это сделает намного более реальным основание на Марсе постоянной колонии. Будущие переселенцы смогут использовать обнаруженную воду для своих нужд.

Тем временем «Марс Глобал Сервейор» и «Марс Одиссей» продолжали кропотливые наблюдения, пытаясь отыскать на красной планете минералы, для образования которых необходима вода: карбонаты, глины и соли. Но практически ничего не нашли. Зато они обнаружили пласты оливина – минерала, который жидкая вода должна была разрушить. Вместе с тем были замечены промоины, ложа древних озер и образующийся в жидкой воде железооксидный минерал серый гематит. А факт существования океана из водного льда окончательно запутал картину. Ученые оказались в тупике: воды в таких количествах на Марсе быть не может, но… она есть.

Чтобы разгадать эту загадку и восстановить прошлое красной планеты, на ее поверхность высадились два американских планетохода – «Спирит» («Spirit», «MER-A», «Mars Exploration Rover A») и «Оппортьюнити» («Opportunity», «MER-B», «Mars Exploration Rover B»).

Открытия и проблемы «Спирита»

27 июля 2000 года руководитель космической науки НАСА доктор Эдвард Вейлер заявил, что американское космическое агентство приняло решение отправить на Марс два крупных марсохода.

Марсоходы «MER-A» и «MER-B» создавались специалистами Лаборатории реактивного движения в Пасадене (штат Калифорния). Стоимость каждого из них составляет около 350 млн долларов, при стоимости всей миссии на Марс около 800 млн. При этом каждая межпланетная станция весит 1063 кг и состоит из посадочной ступени и собственно марсохода.

Предполагалось, что каждый из марсоходов проработает примерно девяносто суток. Ожидаемая протяженность маршрута каждого аппарата – 600 м, максимальный суточный переход – до 40 м.

Сами марсоходы представляют собой шестиколесные прямоугольные платформы весом 179 кг. На них установлены панорамная и навигационные камеры, миниатюрный спектрометр термальной эмиссии «Mini-TES», размещенный на мачте, спектрометр альфа-частиц и рентгеновского излучения «APXS», спектрометр Мессбауэра («MB»), микроскопическая камера («MI»), а также устройство для бурения горных пород (Rock Abrasion Tool). Перечисленные инструменты – это блок научных приборов, известный как пакет «Athena». Помимо него, на марсоходах установлены по две камеры слежения спереди и сзади.

Управление марсоходами осуществляет команда из ста человек. Большая часть работы команды приходится на то время, когда аппараты приблизительно 14 часов в день «спят» – в это время данные, полученные при движении и исследовательских действиях марсоходов, обрабатываются и интерпретируются. На основании полученных результатов команда операторов выстраивает тактику дальнейших действий на время «пробуждения».

При разработке марсоходов большое внимание было уделено двигательной системе. Каждое из шести колес имеет независимый двигатель. Пары передних и задних колес имеют по регулирующему двигателю, которые позволяют марсоходам поворачиваться на месте.

Первый из марсоходов, получивший название «Спирит» («Дух»), успешно сел 4 января 2004 года внутри кратера Гусев, в точке с координатами 14,57° южной широты и 175,48° восточной долготы.

160-километровый кратер Гусев, получивший свое название в честь русского астронома Матвея Гусева, выбирали не наобум. Астрономы предполагают, что внутри кратера когда-то находилось озеро, соединенное с речной долиной Маадим (Ma’adim Vallis), которая тянется на 900 км.

Практически сразу после посадки начали поступать данные, говорящие о том, что миссия принесет сенсационные результаты. Помимо высококачественных стереоскопических и панорамных снимков «Спирит» передал на Землю спектры, полученные инфракрасным спектрометром «Mini-TES». В спектре нашли полосы поглощения для СО2 (основного компонента атмосферы Марса), а также (СО3)2-группы – то есть карбонатов. Карбонаты – это соли несуществующей угольной кислоты, которые образуются в результате растворения СО2 в воде и реакции с образующимся раствором основных пород. Карбонаты бывают биогенные и абиогенные. В первом случае карбонат образуется живым организмом – например, мидией для формирования раковины, а во втором, без живого организма, – по механизму, указанному выше. И в том и в другом случае вода необходима как промежуточный элемент в реакции.

Кроме того, внимательно изучив снимки, сделанные марсоходом, американские ученые пришли к выводу, что он приземлился на поверхность, которая похожа на грязь. Дело в том, что почва, по которой передвигается «Спирит», не выглядит иссушенной и потрескавшейся – она выглядит так, как если бы была влажной.

По некоторым признакам специалисты установили, что вода может до сих пор находиться неглубоко от поверхности планеты. Они предположили, что она должна быть чрезвычайно соленой, чтобы не замерзать и не испаряться в условиях марсианской атмосферы. Эту версию, в частности, подтверждает наличие в грунте, который «Спирит» сфотографировал через микроскоп, частиц, похожих, по мнению ученых, на соляные отложения. Косвенным свидетельством наличия воды является и способность марсианской почвы «слипаться» в небольшие комки – это явление названо «химической клейкостью».

Хотя «Спирит» был рассчитан на три месяца работы, он оставался в активном состоянии больше пяти лет, до в апреля 2009 года, когда он застрял в рыхлом песке, причем в крайне неудачном положении – наклонив верхнюю плоскость с солнечной батареей к западу и югу. По мере того, как Солнце уходило к северу и в южном полушарии Марса начиналась зима, «Спирит» начал разряжаться и после 22 марта 2010 года впал в «спячку», из которой не вышел.