Дорога к Марсу лежит через катастрофы
На Марс в первых числах июня отправилась европейская исследовательская миссия. Российская
 | |
| Mars Express |
Откуда же тогда беспрецедентное внимание, проявляемое во всем мире к новому этапу изучения Марса и к набившему оскомину вопросу — есть ли там, в конце концов, жизнь? Ведь эту планету начали исследовать одной из первых и количество автоматических станций, направленных к ней, уже давно измеряется двузначными числами?
Соотношение удачных и неудачных запусков исследовательских станций к Марсу — СССР и США
Астрономы начали первыми
На протяжении последних полутора веков, особенно после открытий Скиапарелли, человечество уделяло особое внимание исследованию Марса. Его буквально изучали с пристрастием. Красную планету рассматривали как единственную планета в Солнечной системе, на которой имеется хоть
Предыстория изучения Марса
| Античная эпоха | Астрономы Вавилона, Египта, Греции и Рима установили принципиальное отличие планет (в том числе Марса) от «неподвижных» звезд. Марс ассоциировался с богом войн, конфликтов (Марс в Греции, Арес в Риме, Нергаль в Вавилоне, Хар Дешер (Красный) — в Египте. |
| Датский | |
| 1609 г. | Галилео Галилей впервые наблюдал Марс в телескоп. |
| 1659 г. | Голландский астроном Христиан Гюйгенс с помощью телескопа усовершенствованной конструкции различил на поверхности Марса темное пятно (по всей видимости, горное плато Большой Сирт (Syrtis Major). Наблюдая за его перемещением по диску, он установил, что период обращения Марса вокруг свой оси составляет около 24 часов. |
| 1666 г. | Джованни Кассини установил, что период обращения Марса составляет 24 часа 40 минут. |
| 1672 г. | Гюйгенс обнаружил на южном полюсе Марса белое пятно (южную полярную шапку). |
| 1698 г. | В своей работе Cosmotheros Гюйгенс высказывает предположение о возможности жизни на других планетах и определяет условия, необходимые для жизни. Это была одна из первых публикаций о внеземной жизни. |
| 1704 г. | Джакомо Миральди в парижской обсерватории установил, что южная полярная шапка немного смещена относительно южного полюса планеты. |
| 1719 г. | Миральди высказал предположение о том, что белое пятно на полюсе планеты представляет собой «ледяную шапку». |
| 1719 г. | Величайшее противостояние Земли и Марса (повторится впоследствии только в 2003 г.). Необычайная яркость Марса сеет панику в Европе. |
| 1727 г. | Джонатан Свифт в своем «Путешествии Гулливера» приводит весьма точное описание двух спутников Марса, в том числе параметров их орбит (они были открыты лишь 150 лет спустя). |
| Серия наблюдений Марса Уильямом Гершелем с помощью построенного им телескопа, крупнейшего в то время во всем мире. Результаты наблюдений были подытожены им в работе, опубликованной в 1784 г. Он, в частности, установил, что ось вращения планеты наклонена под углом 30 градусом (современное значение — 25,19), а также установил, что атмосфера у Марса может быть только весьма разреженной. | |
| 1809 г. | Французский |
| 1813 г. | Флогер установил, что весной полярная шапка существенно уменьшается в размерах. Из этого он сделал ошибочный вывод о том, что поверхность Марса нагрета сильнее, чем поверхность Земли. |
| 1840 г. | Вильгельм Бир и Йохан фон Мидлер установили, что период обращения Марса вокруг своей оси составляет 24 часа 37 минут 22,6 секунды, что на одну десятую секунды меньше современного значения. |
| 1858 г. | |
| 1867 г. | Ричард Энтони Проктор опубликовал первую карту Марса. Выбранный им нулевой меридиан используется по настоящее время. |
| 1867 г. | Пьер Жюль Янсен и Уильям Хаггинс впервые попытались (неудачно) обнаружить следы присутствия в атмосфере Марса кислорода и водяных паров спектроскопическим методом. |
| 1877 г. | Джованни Скиапарелли разработал номенклатуру названий образований на поверхности Марса. |
| 1877 г. | Использование Скиапарелли терминов «canali» для обозначения обнаруженных им линейных образований, на поверхности Марса вызвало всеобщий ажиотаж. |
| 1877 г. | Асаф Холл открыл спутники Марса, описанные ровно за 150 лет до этого Джонатаном Свифтом, и назвал их по именам коней колесницы Марса, Страха и Ужаса — Фобосом и Деймосом. |
| 1879 г. | Скиапарелли наблюдает «двойные» каналы, которые, по его мнению, свидетельствуют о наличие растительности на Марсе и ее сезонных изменениях. |
Пристальное внимание научного сообщества и околонаучной публики было привлечено к Марсу еще в XIX веке открытиями итальянского астронома Скиапарелли. Ему удалось первому обнаружить в телескоп на поверхности этой планеты странные линейные структуры, представлявшие собой единую сеть. В соответствии с разработанной им же номенклатурой названий объектов на поверхности Марса, он назвал их «каналами». Отмеченные на Марсе сезонные изменения (и, в частности, весеннее таяние южной полярной шапки), а также периодические бури.
Зарисовки Марса астрономами
Космическая гонка
Освоение Марса, как и Луны — задача, давно сформулированная
Аппарат Mariner 4
Mariner 4 достиг Марса и впервые передал на Землю снимки поверхности планеты, сделанные с близкого расстояния. Ученые впервые увидели испещренную кратерами поверхность, напоминающую лунную. Впоследствии выяснилось, что подобные формы рельефа нельзя назвать характерными для Марса, они типичны только для древнейшего геологического района, над которым, по воле случая, и прошел аппарат. Удалось впервые оценить атмосферное давление (оценка лежала в диапазоне от 4,1 до 7,09 мб). Магнитное поле зарегистрировано не было. На Землю было передано в общей сложности 5,2 мегабит научной информации.
Mariner 6
Правда, и в этом полете не обошлось без потерь. 5 февраля 1965 г., еще на подлете к Марсу, вышли из строя ионизационная камера/счетчик Гейгера, а характеристики плазменного детектора непрерывно падали начиная с 6 декабря 1964 г., когда вышел из строя резистор в электронной схеме.
Достигнутый успех американцы закрепили в 1969 г., когда пролетевшие вблизи Марса аппараты Mariner 6 и 7 передали на Землю в общей сложности 800 мегабит данных. Были получены снимки поверхности планеты высокого качества и разрешения, позволившее составить представление о характере ее рельефа и геологическом строении. Исследовано излучение Марса в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, изучена рефракция радиоволн в атмосфере планеты. Удалось выяснить, что южная полярная шапка состоит преимущественно из двуокиси углерода. Удалось уточнить массу планеты, ее радиус и форму.
 | |
| «Марс 2» |
В следующий раз успех выпал на долю советских ученых. Аппараты Марс 2 и Марс 3 успешно достигли Марса. Напомним, что в СССР, как и в США, к Марсу отправлялись в основном по два одинаковых
Посадочный аппарат Марс 2 не смог осуществить мягкую посадку
Вслед за этим эстафету исследования Марса подхватили американский аппарат Mariner 9 и советские Марс 4, 5, 6 и 7. С их помощью удалось получить много новой ценной информации о планете; в частности, Mariner 9 впервые получил подробные снимки всей поверхности планеты, а также его спутников. Обнаружение «рек» (каналообразных объектов) на поверхности планеты вновь вызвало воодушевление в рядах тех, кто сильно скучал в отсутствие братьев по разуму. Однако настоящую революцию довелось совершить аппаратам Viking 1 и 2, запущенным в 1975 г. и достигшим Марса 19 июня 1976 г. и 7 августа 1976 г., соответственно.
Панорама, снятая камерой посадочного модуля Viking 2
Камеры, установленные на орбитальных модулях «Викингов», позволили провести съемку всей поверхности планеты с разрешением от 100 до 300 метров, а отдельных участков — с беспрецедентно высоким разрешением 8 метров. Посадочные аппараты, совершившие мягкую посадку, передали высококачественные панорамы местности в районе посадки. Они взяли образцы грунта и провели их всесторонний анализ, исследовали состав атмосферы планеты и метеорологические явления, развернули сейсмометры. Но самое главное — впервые были поставлены прямые эксперименты, которые должны были дать четкий и недвусмысленный ответ на вопрос — есть ли
Есть ли жизнь на Марсе после Викингов?
Сразу нужно сказать — после «Викингов» неясностей в этом вопросе стало даже больше, чем прежде. Несмотря на то, что официальная точка зрения гласит, что ни один из экспериментов по поиску следов жизнедеятельности микроорганизмов не дал положительных результатов, на целый ряд серьезных вопросов удовлетворительных ответов до сих пор не получено.
 | |
| Mars Express |
- Эксперимент по изменению газовой среды (Gas Exchange Experiment) должен был зафиксировать изменения химического состава газовой среды в тестовой камере с образцами грунта вследствие жизнедеятельности микроорганизмов. В ходе его проведения было зафиксировано существенное увеличение содержания кислорода в камере, что вполне можно объяснить биологической активностью образцов. Однако выделение кислорода можно объяснить также и разложением углекислоты на СО и кислород под действием ультрафиолетового солнечного излучения. В пользу подобной интерпретации говорит тот факт, что после первоначального резкого роста содержание кислорода в тестовой камере стало снижаться, что плохо согласуется с предположением о биологическом механизме его выделения.
- Эксперимент по внесению меченых веществ (Labeled Release Experiment) заключался в том, что в почву вносилось жидкое питательное вещество меченое радиоактивным изотопом Углерод-14; предполагалось зарегистрировать его поглощение микроорганизмами. Марсианская почва, в которую было внесено питательное вещество, выделила значительный объем газов с
изотопом-меткой, что первоначально интерпретировалось как проявление биологической активности. Однако необычно высокий уровень этой активности, а также то, что выделение газов постепенно выходило на постоянный уровень (что опять же мало согласовывалось с возможным биологическим или химическим механизмом их выделения) опять же заставил ученых со скептицизмом отнестись к полученным результатам. - Эксперимент по внесению пиролитических веществ (Pyrolytic Release Experiment). Должен был зафиксировать наличие органики в почве. После пятидневного инкубационного периода, в ходе которого образцы почвы облучались лучами ксеноновой лампы и подвергались воздействию радиоактивного СО2, они были нагреты до высокой температуры. Предполагалось выяснить, вошла или нет радиоактивная углекислота в состав органических молекул. Семь (из девяти) проведенных экспериментов показали наличие микроорганизмов в крайне малых концентрациях. На всякий случай результаты были признаны ошибочными на том основании, что те формы жизни, которые ученые ожидали увидеть на Марсе, вряд ли перенесли бы даже тот нагрев, который они перенесли в ходе инкубационного периода.
- Эксперимент по газовой хроматографии и
масс-спектрометрии (Gas Chromatograph — Mass Spectrometer) изначально предназначался для исследований минерального состава горных пород. Он позволил определить концентрацию органических веществ в горных породах, которые также могли бы свидетельствовать о наличии микроорганизмов. В горных породах было зафиксировано неожиданно большое содержание воды, но органики не оказалось вообще. Это тем более странно, что ужгде-где, а в метеоритах, попадающих на поверхность Марса, она должна бы содержаться (как и в аналогичных метеоритах, попадающих на Землю). Встал вопрос о механизме, который приводит к уничтожению углеродистых соединений, попадающих на Марс из космоса.
Немало вопросов вызывала как постановка экспериментов, так и их интерпретация. В целом проведенные эксперименты можно разделить на несколько групп.
«Улыбающийся кратер»
Но и это не все. Орбитальные модули «Викингов», проводившие съемку поверхности планеты, обнаружили на планете сразу два «антропоморфных» (хотя и естественного происхождения) образования — речь идет о так называемых «Марсианском Сфинксе» и «улыбающемся кратере». Спокойствия научным дискуссиям вокруг Марса это открытие, естественно, не добавило. Интересно, что ни на Луне, ни на Земле или других планетах подобных »человекообразных« объектов обнаружено не было, а на Марсе — сразу два, да еще весьма выразительных.
«Марсианский Сфинкс»
Полученные «Викингами» результаты требовали глубокого изучения, а в дальнейших исследованиях планеты наступила двенадцатилетняя пауза. Она была нарушена советскими аппаратами «Фобос 1» и «Фобос 2». Амбициозная научная программа предусматривала подробное исследование загадочных спутников Марса и посадку на них специальных зондов. Связь с первым из них была потеряна
 | |
| Японский Planet B (Нозоми) |
- Что из себя представляют и где находятся «резервуары» с водой и углекислотой на Марсе?
- Чем вызваны климатические изменения на Марсе, в том числе изменения размеров полярных шапок?
- Что может поведать нам о климате Земли история климатических изменений на Марсе?
- Существовала ли в прошлом на Марсе более теплая и более влажная атмосфера?
- Где на Марсе следует искать свидетельства наличия на планете жизни в прошлом?
- Каким образом правильно интерпретировать данные, которые могут свидетельствовать о наличии на планете жизни, и как следует брать образцы грунта?
- Какова геологическая структура Марса сегодня и протекают ли в нем активные геологические процессы?
- Что может рассказать об эволюции планеты топография Марса и его геологическая структура?
- Что из себя представляют и как распределены запасы легко испаряющихся веществ (в частности, воды), наличие которых в приповерхностных слоях Марса уже удалось установить ученым?
Mariner 9
Часть аппаратов, запущенных к Марсу в
- Новая теория и пересмотр прежних наблюдений позволяет надеяться, что на Марсе больше воды, чем полагали раньше, и, соответственно, возможна жизнь. Новая теория, рассматривающая запасы тающего снега как возможную причину наличия множества глубоких ущелий, избороздивших поверхность планеты, была оглашена на
пресс-конференции NASA в Вашингтоне. Основанием для нее послужили фотографии, полученные с орбиты Марса космическим кораблем «Одиссей». - Обнаружены новые свидетельства того, что до 25% магнитных веществ в метеорите возрастом 4,5 млрд. лет, который, как предполагают, попал на Землю с Марса, образовались в результате жизнедеятельности древнейших бактерий, существовавших на красной планете.
- По мнению ученых, характерные пятна, появляющиеся каждой весной вблизи южного полюса Марса, могут оказаться видимыми признаками наличия жизни на планете.
- Удивительные «антропоморфные» образования — Марсианский Сфинкс« и «улыбающийся кратер». На Земле, никак не уступающей Марсу по богатству ландшафтов и геологических образований, ничего подобного обнаружить до сих пор не удавалось.
Короткая ссылка на материал: //cnews.ru/link/a582
