Загадки космоса. Планеты и экзопланеты - Андрей Мурачёв

Первую мягкую посадку на Красную планету совершил спускаемый аппарат советской космической станции «Марс-3» в 1971 году. Радиопередача с поверхности шла около 14,5 с, а затем прервалась по неизвестной причине. На этом миссия спускаемого аппарата закончилась. Оставшаяся на орбите станция из-за бушующей на планете в это время бури и неверных настроек выдержки фотоаппарата передавала нечеткие фотографии поверхности Марса. Однако другие приборы, установленные на ее борту, смогли передать на Землю данные о характеристиках атмосферы и грунта и географических особенностях Марса.

В это время американцы исследовали внутренние планеты Солнечной системы с помощью космических аппаратов серии «Маринер», четыре из которых посетили Марс (с 1964 по 1971 год) и прислали-таки на Землю первые снимки его поверхности. Детальное исследование Марса началось с посадки на планету аппарата «Викинг-1» в 1976 году (вслед за ним на Марс приземлился второй аппарат программы – «Викинг-2»). На фотографиях, присланных «Викингом-1», перед исследователями предстал пустынный пейзаж с барханами песка и каменистыми возвышенностями. Ученые не увидели фантастического мира – картинка казалась разочаровывающе земной, воображение так и норовило достроить ее знакомыми образами. «Я бы, конечно, удивился, если бы из-за песчаного бархана появился седой геолог, ведущий на поводу мула, но в то же время сам пейзаж к этому располагал», – писал об этом Карл Саган»[82]. 40 лет спустя пыльный и грязный планетоход Curiosity пришлет множество снимков таких же достаточно однообразых марсианских пейзажей. Экзотикой стали лишь голубые закаты, которые не увидишь нигде на Земле.

Американская орбитальная станция «Маринер-9», посетившая Марс в 1971 году, «разглядела» на планете каналы (скорее напоминающие каньоны Аризоны или Кыргызстана, чем ирригационные сети Лоуэлла). Эти многочисленные разветвленные системы каналов и дельт134, образованные потоками воды, стали одним из лучших доказательств наличия на Марсе рек и озер в прошлом. В избытке следы древней воды здесь в последующие годы нашла целая эскадра марсоходов, оснащенных, с каждой новой программой, все более совершенными наборами научных инструментов. Из геологических находок можно выделить различные осадочные породы и минералы, образование которых происходит только в воде (например, глину)135. Где же сейчас вся марсианская вода?

С октября 2001 года на орбите вокруг Марса находится станция «Марс Одиссей». С помощью его бортовых детекторов нейтронов удалось создать карту распределения водорода (и связанной с ним воды) в приповерхностном слое грунта. Идея исследования очень проста. Когда частицы космических лучей взаимодействуют с горными породами, образуются нейтроны, вылетающие из атомов под разными углами. Часть из них летит обратно – их и регистрирует «Марс Одиссей». Но эти нейтроны обладают разной энергией: в зависимости от того, через какую породу им пришлось пройти на пути к станции. Подповерхностная вода служит хорошим замедлителем нейтронов, и то, насколько скорость нейтронов отличается от расчетной, позволяет вычислить количество воды в марсианском грунте. Оказалось, что водяной лед там занимает в среднем 14 % массы на глубине до 2 м (и это нижний предел оценки), а приполярные регионы могут содержать до 50 % водяного льда в верхнем метре грунта136. Открытых водоемов здесь нет, но, что удивительно, есть скрытые.

Совсем недавно радиолокационные исследования, выполненные орбитальным аппаратом «Марс-экспресс», обнаружили озеро жидкой воды шириной 20 км подо льдом на южном полюсе Марса137. Этот способ исследований возможен благодаря тому, что снег и лед прозрачны для высокочастотных радиоволн, а жидкая вода – нет[83]. Не удивляйтесь такому повороту событий. Жидкие озера в толще льда могут объясняться высоким давлением, создаваемым в полярных шапках, или же минеральными примесями в воде, снижающими температуру плавления водяного льда. Жидкая вода к тому же может образоваться из-за таяния подповерхностного льда. Так, в 2015 году пришло сообщение об обнаружении на марсианских склонах в летний период темных полос, которые могли образоваться при участии соленой воды138.

Перечислять доказательства наличия воды на Марсе можно еще долго, но надеюсь, я вас уже убедил. Допустим, что здесь когда-то была микробная жизнь (в первый миллиард лет условия на Марсе и на Земле не сильно отличались). Далее предположим, что в то время как Марс терял атмосферу и замерзал, некоторые из этих микроорганизмов постепенно приспосабливались к новым условиям жизни на планете. Сегодня они могут жить в приповерхностных слоях марсианского грунта. Это действительно возможно – известно, что даже земные микробы способны выживать в марсианских условиях139.

Располагают ли исследователи Марса хотя бы косвенными доказательствами существования там жизни? Ответ зависит от степени вашего оптимизма, так как четкого понимания нет ни у кого. Первым намеком на существование жизни в марсианской почве были эксперименты, проведенные еще «Викингами». В ходе одного из них в марсианский грунт вводилась капля разбавленного раствора из питательных органических веществ, молекулы которых содержали радиоактивный изотоп углерода 14С 140. Идея была в том, что бактерии, если они есть в грунте, усвоят часть веществ, а в качестве побочного продукта метаболизма выделят углекислый газ или метан, который можно обнаружить благодаря его радиоактивным свойствам. Именно это и произошло: «Викинги» зафиксировали радиоактивный углекислый газ, причем сделали это оба аппарата, а ведь их разделяло расстояние в 6 500 км! Последующее нагревание образцов грунта до 150 °C и повторное проведение эксперимента дало отрицательные результаты – никакой газ из грунта уже не выделялся. Это расценили как свидетельство термической смерти бактерий. Уже можно было разливать по бокалам шампанское, но проведенный вслед за экспериментами анализ грунта не выявил следов каких-либо органических веществ, а значит, исключалось и наличие микробов. Чей же метаболизм в таком случае обнаружили «Викинги»?

Об этом до сих пор не умолкают споры. Большинство ученых сходятся во мнении, что газ выделился в ходе ряда абиотических процессов, тогда как остальные настаивают, что никакие процессы небиологической природы не могут в полной мере объяснить полученные результаты (в числе главных сторонников существования жизни на Марсе руководитель злополучного эксперимента «Викингов» Гилберт Левин141).

Как вы помните, в истории Земли примерно 2,3 миллиарда лет назад произошло важное событие – речь идет о резком увеличении уровня кислорода в атмосфере планеты. Трудно представить себе процесс небиологической природы, который будет постоянно обогащать атмосферу кислородом. Будь у инопланетян приборы, позволяющие дистанционно исследовать планеты, рано или поздно они нашли бы Землю и догадались, что здесь есть жизнь.