Вторник, 4 Марта 2014

МАРСианские загадки-1часть.

Оцените материал
(1 Голосовать)

За истекшие 50 с лишнем  лет мы пополнили свои знания о Марсе благодаря богатому арсеналу космических аппаратов и марсоходов. Они сфотографировали поверхность планеты и поставили ученых перед множеством новых загадок…

Проведя полгода в пути, в ноябре 1971-го Mariner 9 стал первым в истории космиче­ским аппаратом, который вышел на орби­ту Марса. Этому событию Центр управления в Калифорнии аплодировал стоя. Однако через месяц энтузиазм заметно поубавился. Марс оку­тала сильная пыльная буря, и камеры не показы­вали ничего, кроме густого слоя пыли.

mars02

В декабре буря начала затихать, на монито­рах появились четыре темных пятна. Шли дни, атмосфера постепенно прояснялась. Пятнами оказались четыре кратера на вершинах огром­ных вулканов, в корне изменившие наше пред­ставление о Красной планете.

От разочарования к надеждам

Шестью годами ранее, летом 1965-го, телекаме­ра Mariner 4 отсняла ряд крупных планов Марса. Разочарованию не было границ. Глазам исследо­вателей предстал изрытый кратерами пейзаж, как две капли воды напоминающий лунный. Mariner 4 также измерил плотность атмосферы Марса, которая оказалась в 100 раз меньше зем­ной. Марс вселял уныние и не имел ничего обще­го с романтическим образом из научно-фанта­стических фильмов и книг. О какой вымершей цивилизации можно говорить, если здесь вооб­ще отсутствовали какие-либо признаки жизни и, по-видимому, геология планеты не представ­ляла большого интереса.

В 1969 году Mariner 6 и Mariner 7 во многом подтвердили сложившееся впечатление, и мар­сианским исследованиям едва не пришел конец. Однако в два следующих Mariner было уже вложено столько средств и ресурсов, что отказываться от них было попросту жалко.Увы, Mariner 8 было не суждено вписать свои строки в историю Марса, он закончил дни на дне Атлан­тического океана. Зато Mariner 9 заставил науч­ный мир задуматься о том, что по результатам нескольких полетов не стоит делать поспешных выводов.

mars03Четыре огромных вулкана оказались только началом, разнообразие форм рельефа поражало воображение.Чего стоила одна система каньо­нов, прозванная долиной Маринер и растянув­шаяся более чем на 4 тыс. км вдоль экватора!

О каньоне было известно и раньше, но его гро­мада превзошла все расчеты и ожидания.

Не меньшее изумление вызвали многочислен­ные пересохшие русла древних рек. На Марсе давление воздуха слишком низкое, чтобы вода могла свободно протекать на поверхности планеты, сле­довательно, в прошлом здесь должны были преобладать более плотная атмосфера и более теплый климат.

Вдоволь наизумлявшись, ученые продолжили утверждать, что планета мертва как минимум несколько миллиардов лет. И все же однажды им придется поступиться своими стереотипами.

Два непохожих полушария одного небесного тела

В1972 году был создан первый глобус Марса, который показал, насколько ошибочным было представление о планете, сложившееся по пер­вым снимкам. Mariner 4, 6 и 7 фотографировали в основном южное полушарие, а когда появи­лись изображения всей поверхности Марса, сразу бросились в глаза существенные различия между южным и северным ландшафтами. На севере преобладают огромные вулканы, каньоны и плоские лавовые равнины. Первое впечатле­ние о Марсе можно сравнить с описанием Земли, составленным, например, лишь по фотографиям азиатской суши, вдали от Тихого океана.

mars04

В то время как исследования американцев имели огромный успех, у СССР дела шли неважно. В 60-е годы несколько запу­сков завершились неудачей, и лишь в 1971 году наметились определенные сдвиги. С 1971 по 1973 год на Марс ушло не менее шести космических аппаратов, но результаты оставляли желать лучшего. «Марс-3» и «Марс-6» вышли из строя вскоре после посадки, от остальных аппаратов информация поступала очень скудно.

В период «лунной гонки» возник большой интерес к изучению космоса. NASA добилось финансирования двух очень сложных и дорогостоящих аппаратов, которым предстояло приземлиться на Марсе с первоочередной целью обнаружения там жизни. Особенно актуально это стало с получением результатов миссии Mariner 9, подтвердившей, что в прошлом плане­та была и влажной, и более теплой.

Биоэксперимент по-прежнему вызывает споры

mars05Viking 1 и Viking 2 состояли из орбитально­го аппарата, который должен был оста­ваться на орбите Марса, и спускаемого аппарата. В 1976 году они совершили мягкую посадку и… поставили ученых перед новыми загадками.

Предпосылкой для дальнейших иссле­дований послужил тот факт, что при появлении пищи и солнечного света мар­сианские организмы должны вести себя аналогично земным. В бортовых биолаборато­риях проводилось три различных эксперимента, самым интересным из которых стал Labeled Release (LR). Предстояло взять образец, погру­зить его в питательную жидкость, маркирован­ную радиоактивным углеродом-14, и измерить счетчиком Гейгера уровень углерода над образ­цом. Его наличие свидетельствовало бы о том, что микроорганизмы поглотили углерод-14 и выдохнули его в форме либо углекислого газа, либо окиси углерода или метана. Аппараты Viking получили положительный результат. Нагревание образцов до 160 градусов останови­ло выработку освобожденного углерода, что можно было объяснить гибелью микроорганиз­мов от жары.

mars06Однако NASA заявило, что жизни на Марсе нет, сославшись на отсутствие следов органи­ческих веществ на поверхности планеты. Это утверждение впоследствии было оспорено, в частности, руководителем биоэкспериментов Гилбертом Левином. Он отметил, что для обна­ружения органики требуются миллионы микро­организмов, a LR мог показать активность при наличии всего лишь 50 микробов. Кроме того, Левин отметил, что освобождение радиоактив­ных газов доказывает наличие суточного ритма, а это можно рассматривать как признак биоло­гической, а не химической активности. Споры продолжаются по сей день. В1997 году на Марсе высадился мини-марсо- ход Sojourner, размером он был не больше обу­вной  коробки, и далеко уйти ему не удалось, но впервые за 20 лет у нас появилась возможность увидеть ландшафт Марса таким, каким его увидел бы человек, оказавшийся на пла­нете. Потом были аппараты Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Express и огромный Mars Reconnaissance Orbiter. Возросшая за эти годы четкость изображений в очередной раз вынудила ученых изменить представление о Марсе.

Отложения в породах

Если Mariner 9 и Viking фотографировали крате­ры, вулканы и русла рек, то новые кадры пока­зали наличие слоистых отложений. Они были обнаружены в нескольких местах, в том числе на стенах огромных каньонов и по краям кра­тера в древнем ландшафте южнее. Сотни слоев свидетельствуют в пользу того, что воде в мар­сианском прошлом отводилась немалая роль.

mars07На Земле известно множество примеров деления скальных пород на слои, кото­рые геологи называют осадочными отложениями и образование которых возможно именно в морской воде. Одна из находок относится к февра­лю 2010 года, когда Mars Reconnaissance Orbiter сделал изу­мительные снимки кратера Гейл. Расслоение просматривается невероятно четко, здесь бук­вально представлена история Марса в разрезе: нижний слой образован глинистыми минерала­ми, которые формируются только при длитель­ном (несколько сотен миллионов лет) наличии воды в жидком состоянии. Чуть выше следуют сульфаты, перемешанные с глиной. Для их воз­никновения также необходима влажная среда (например, водяные испарения). В верхней части — ряд слоев, для появления которых при­сутствие влаги не является обязательным. Стена кратера вдвое глубже Большого каньона, но не настолько крута, а ее расслоение говорит о мед­ленном высыхании планеты.

Есть ли на Марсе вода?

О том, что Марс, возможно, еще не полностью высох, свидетельствует еще одно очень важное открытие. Речь идет о так называемых желобах на стенах кратеров. Подобные желоба имеются и на Земле, и, как правило, образуются они водой.

mars08

Phoenix совершает посадку в районе марсианского северного полюса и в течение полугода отправляет на Землю снимки вплоть до наступления марсианской зимы. Благодаря ему на глубине всего нескольких сантиметров от поверхности обнаружен лед.

Ввиду слишком низких давления и темпера­туры на Марсе было высказано предположение, что некая холодная смесь воды и различных солей могла просуществовать достаточно долго, чтобы желоб сформировался прежде, чем смесь испарится. По крайней мере, многочисленные желоба свидетельствуют о том, что чуть ниже поверхности может находиться значительное количество льда или воды, которые периодиче­ски пробиваются наверх.

Марс тщательно скрывает свою воду, но, похо­же, она есть там и сегодня. Для абсолютной уве­ренности нужно спуститься на поверхность.

В течение семи лет близнецы-марсоходы Spirit и Opportunity изучали поверхность и обнаружи­ли немало признаков воды. Когда-то на равнине Меридиана существовали соленые озера, в неко­торых местах удалось даже обнаружить слабые отпечатки рисунка волн.

Spirit был высажен в кратере Гусева, потому что из космоса показалось, что здесь когда-то была вода. Но в течение нескольких месяцев аппарат натыкался лишь на сухие вулканические породы, пока наконец не нашел следы «водного» прошлого в цепи возвышенностей — и вовремя, поскольку вскоре после этого марсоход навсегда застрял в песках.

mars09

За семь лет марсоход Opportunity обнаружил множество следов, некогда оставленных здесь водой

Столь интенсивный поиск воды вызван тем, что большинство ученых считают воду необходи­мым условием для жизни. Большой марсоход Curiosity, прибытие которого на Марс состоялось в 2012 году, продолжил дело Viking. Он расчитан на перемещения на большие расстояния, и у него есть серьезные шансы ответить на вопрос, есть ли жизнь на Марсе.

Один из методов состоит в анализе марсиан­ского метана. Его открытие в 2003 году стало очень важным событием для биологов. Метан — это газ, который может вырабатываться как микроорганизмами, так и в результате геологи­ческих процессов, в том числе вулканической активности, поэтому Curiosity должен опреде­лить природу его происхождения, в частности, путем изучения соотношения между изотопами углерода. В метане, полученном биологическим способом, преобладает легкий изотоп углерод-12.

mars010

Но Curiosity будет работать не в одиночку. Для составления детальной карты расположения метаносодержащих областей в 2016 году плани­руется совместный запуск космического аппара­та ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). В его созда­нии примут участие специалисты США, Канады, Швейцарии, стран-членов ЕКА, а запуск осуще­ствят США.

В 2018 году за ним одним пуском последуют два марсохода, в чьи задачи будет входить сбор и анализ кернов из недр планеты. Если там на самом деле есть жизнь, самым верным шансом найти ее является исследование слоев, находя­щихся под поверхностью, защищенных от уль­трафиолетового излучения и пере­падов температуры.

Впрочем, как показывает опыт, космические аппараты могут лишь обеспечить нас отдельными и разрозненными измерительны­ми данными, которые землянам предстоит интерпретировать, трактовать и обсуждать. Чтобы наверняка узнать, есть ли жизнь на Марсе, нужно отправить на Красную планету людей.

Комментарии

comments powered by HyperComments