Тайны четвертой планеты. Что человечество узнало о Марсе с начала космической эры

2050 год. Человечество наконец стало межпланетным видом, обосновав на Марсе колонию, в которой проживает около миллиона человек — больше, чем в Амстердаме или Афинах. Это не начало нового научно-фантастического романа и не сюжет фильма. Это видение будущего, которым недавно поделился Илон Маск. Предприниматель частенько рисует самые фантастические сценарии, но в одном его упрекнуть нельзя: на Марс тянет не только его.

Марс — недружелюбный сосед

Марс — далеко не самый гостеприимный мир, если сравнивать его с Землей. Сила тяжести здесь составляет только 37,5% земной. Температура на поверхности колеблется от леденящих -153°C до комфортных +20°C. Однако тонкая, непригодная для человека атмосфера, состоящая в основном из диоксида углерода, азота и аргона, не способна эффективно задерживать тепло от солнечных лучей. Если бы вы стояли на марсианском экваторе в полдень, то у ваших ног температура составляла бы +24°C, а у головы — 0°C. К тому же давление на Красной планете куда ниже — даже на вершине Эвереста на Земле оно в 50 раз больше, чем на поверхности Марса.

Тем не менее у этих миров немало общего. Под ногами здесь находится твердая земля, площадь которой сопоставима с площадью суши на нашей планете, хотя Марс примерно вполовину меньше ее. Продолжительность суток, которые принято называть солами, составляет 24,6 нашего часа, а близкий к земному угол наклона оси вращения (23,5 у Земли и 25,2 у Марса) обеспечивает миру ярко выраженные сезоны, которые, впрочем, длятся дольше наших. Например, весна в северном полушарии продолжается целых 194 сола — это самый долгий сезон на планете.

Но главное сходство планет осталось в далеком прошлом. Многочисленные доказательства указывают на то, что раньше Марс был теплее, обладал более плотной атмосферой, а его поверхность покрывала вода — колыбель разумной жизни на нашей родной планете. Поэтому-то исследователи столь пристально присматриваются к этому суровому миру.

Шансы, что на Марсе есть жизнь, невелики. Например, в 2018-м группа европейских ученых обнаружила признаки существования жидкого озера, скрытого в 1,5 км под поверхностью южного полярного ледника. В таком резервуаре могут существовать микробы, но это лишь гипотеза, проверить которую сложно. Поэтому ученые делают ставку на поиск признаков существования прошлой жизни. Возможно, это звучит не так увлекательно, но даже такая находка будет колоссальной. Ведь в противном случае мы столкнемся с гораздо большей научной загадкой: почему Земля дала жизнь, а соседний мир, располагающий подходящими условиями, — нет.

Читайте также: В далекой-далекой галактике. Лучшие снимки телескопа Hubble в 2019 году

Гонка проб и ошибок за красной планетой Марс

Погоня за марсианской жизнью началась в XIX веке. В 1877 году итальянский астроном Джованни Скиапарелли рассмотрел в телескоп Марс, каким его никто не представлял, и даже составил карту. На ней были изображены моря и континенты, а также разветвленная сеть линий, которые астроном назвал каналами. Само слово наталкивало на мысль о рукотворном происхождении этих объектов. Позднее было установлено, что каналы — это оптическая иллюзия, но мысль о существовании марсианской цивилизации, построившей их, к тому времени подхватили другие.

В обитаемость Красной планеты поверили и астрономы вроде американца Персиваля Лоуэлла или француза Камиля Фламмариона, и писатели-фантасты, такие как Эдгар Берроуз и Герберт Уэллс. Конечно, эту теорию принимали далеко не все, но проверить ее долгое время не представлялось возможным.

Все изменилось в 1950-х годах. После запуска первого советского спутника в 1957-м и начала космической гонки взгляды СССР и США быстро устремились за пределы земной орбиты и даже Луны. Уже в 1960-х к Красной планете устремились первые автоматические межпланетные станции. О посадочных или орбитальных аппаратах тогда никто не помышлял. АМС, посылаемые к другим мирам, должны были пролетать мимо, стараясь сделать как можно больше снимков и направить их на Землю. Но и эта задача оказалась непростой.

Первую попытку отправить исследовательский аппарат к Красной планете предпринял Советский Союз в 1960 году, но она, как и многие другие после нее, провалилась. Советские аппараты гибли, не успевая покинуть орбиту Земли, в лучшем случае ломались в полете к Марсу.

В 1964-м в игру вступило NASA, но и его дебют оказался неудачным. Зато вторая попытка увенчалась успехом. АМС Mariner 4 благополучно добралась до Марса в 1965 году. Она пролетела примерно в 10 тыс. км над поверхностью планеты и переслала на Землю 22 фотографии. Это были первые снимки Марса со столь малого расстояния. Никаких каналов на них не было, зато ученые увидели кратеры, украшающие марсианскую землю, и подтвердили, что атмосфера планеты состоит из углекислого газа.

Удача сопутствовала NASA и в дальнейшем. До конца десятилетия агентство запустило еще две АМС, которым удалось сделать две сотни фотографий, а также провести измерения поверхности и температуры Марса.

Советский Союз догнал американцев только в 1971-м, но к тому времени амбиции местных ученых и инженеров выросли. Простого пролета над поверхностью было недостаточно. В 1971 году СССР отправил к Красной планете сразу две АМС — "Марс-2" и "Марс-3", которые включали в себя как орбитальные, так и спускаемые аппараты. Эти миссии оказались успешными. Орбитальные аппараты в течение нескольких месяцев вращались вокруг планеты, передавая данные. Что же до спускаемых, то один разбился при посадке, а второй успешно вписал свое имя в историю. "Марс-3" стал первым аппаратом, совершившим мягкую посадку на Красной планете, пускай на месте он и проработал считаные секунды.

1971-й оказался плодотворным годом для изучения четвертой планеты. В том году к ней прибыл американский орбитальный аппарат Mariner 9, который не только сделал тысячи фотографий и составил карту 85% ее поверхности, но и помог хорошо рассмотреть главные достопримечательности Марса. Например, данные Mariner 9 помогли установить высоту Олимпа — самого высокого вулкана в Солнечной системе, который поднимается на 25 км, а диаметр основания составляет 600 км. А еще исследовательский аппарат NASA помог оценить масштабы долины Маринер — знаменитой системы каньонов, которая тянется на 4 тыс. км вдоль марсианского экватора и врезается на 7 км вглубь поверхности планеты. Система, получившая свое название в честь зонда, в четыре раза глубже и в пять раз длиннее Большого каньона на Земле.

Следующий прорыв в исследовании Марса свершился лишь в 1976-м, когда NASA доставило туда две АМС — "Викинг-1" и "Викинг-2". Как и советские "Марсы", они комплектовались орбитальными и спускаемыми аппаратами, но "Викинги" оказались успешнее. Они удачно разместились на орбите и приземлились на поверхность планеты, проработав не один год. Спускаемый аппарат "Викинг-1" замолк только в 1982 году, да и то после ошибочной команды с Земли.

За это время они пополнили марсианский фотоархив десятками тысяч снимков, но главное — провели первые полевые эксперименты по поиску следов жизни. Увы, они не дали ни убедительного "да", ни однозначного "нет", но все же то был прорыв, поскольку ранее Марс изучался по принципу "смотри, но не трогай".

"Викинги" невольно подлили масла в огонь мифу о марсианской цивилизации, когда один из орбитальных аппаратов прислал любопытный снимок. На нем была изображена груда камней, один из которых поразительно напоминал человеческое лицо. Исследователи NASA сразу поняли, что это игра света и тени, но впечатлительная публика принялась строить теории об остатках древнего марсианского города, который покоится под землей. Традиция выискивать привычные формы на фотографиях Красной планеты живет до сих пор, и желающие постоянно находят на снимках то грызунов, то насекомых. Но это просто иллюзии.

Лицо на Марсе. Этот снимок, сделанный в АМС "Викинг-1" 1976-м году, освежил миф о существовании развитой марсианской цивилизации

После "Викингов" изучение Красной планеты на долгие годы забуксовало. В течение двух десятилетий США и СССР, а впоследствии и Россия продолжали отправлять механических исследователей, но попытки были по большей части неудачными. Новый прорыв произошел во второй половине 1990-х.

В 1997 году NASA доставило к Марсу орбитальный аппарат Mars Global Surveyor, который помог сделать революционное открытие: где-то под поверхностью мертвой планеты все еще может течь вода, охота за которой продолжается по сей день. В том же году на поверхность приземлился аппарат Pathfinder, чего не происходило со времен "Викингов". Но куда интереснее был груз, который Pathfinder привез с собой. С ним на планету прибыл первый мобильный исследовательский аппарат Sojourner, способный передвигаться по поверхности планеты. Он проработал всего 83 дня, но смог проложить путь марсоходам — механическим исследователям, которые всего через несколько лет станут главными звездами в исследованиях Красной планеты.

Колонизация Четвертой планеты

С наступлением 2000-х годов оскудевший поток информации о соседнем мире вновь вырос. К покорению планеты присоединились Европа, Индия, Япония и Китай, хотя закрепиться на ней удалось только первым двум. При этом дебют европейцев на Марсе оказался удачным. Их орбитальный аппарат Mars Express обнаружил в атмосфере планеты следы метана — газа, который на Земле производят живые организмы. И хотя его выброс на Марсе мог иметь другую причину (например, газ мог вырваться из земли, где был заперт миллионы лет), находка заинтриговала ученых, и в наше время охота на марсианский метан продолжается.

Однако пальму первенства в исследованиях Красной планеты в XXI веке удерживает NASA. За два десятилетия американское агентство отправило на Марс восемь исследовательских аппаратов, и все благополучно достигли цели. Три из шести АМС, которые сегодня вращаются вокруг планеты, принадлежат NASA.

Читайте также: Биты с орбиты. Как спутники Илона Маска изменят глобальный интернет

Но больше всего агентство прославили его марсоходы. Роверы обладали рядом преимуществ перед другими исследовательскими аппаратами, изучавшими планету до них. Их камеры позволяли составлять панорамное изображение, при помощи которого ученые могли определять наиболее перспективные цели для исследований. И, конечно, они были способны двигаться к этим целям. Очень медленно, чтобы не повредить ходовую часть на каменистой местности, но все же двигаться.

Первые в XXI веке марсоходы Spirit (англ. "Дух") и Opportunity (англ. "Возможность") прибыли на место в 2004 году. Их основная задача заключалась в поиске любых доказательств существования воды на Марсе в прошлом, и марсоходы с ней справились. Они нашли доказательства тому, что раньше Красная планета была теплее, на ней действительно плескалась вода и даже были горячие источники. Словом, условия для существования жизни здесь действительно были. И это притом, что роверы приземлились на противоположных концах планеты.

Предполагалось, что аппараты будут работать 90 дней, но срок их службы оказался куда дольше. Spirit отключился через шесть лет, а Opportunity прослужил дольше, намотал более 40 км и пришел в негодность в глобальной пылевой буре в 2018-м.

Но и после этого у агентства остался один рабочий марсоход, Curiosity, который прибыл на планету в 2012-м. За время изысканий он показал, что в прошлом не только вода могла подогревать жизнь на Марсе. Анализируя почву и камни, марсоход обнаружил следы органического углерода, а также серы, азота, кислорода и фосфора — всего необходимого для зарождения и существования жизни.

Сегодня это единственный мобильный исследовательский аппарат на всей планете, но чуть больше года назад к нему присоединилась стационарная исследовательская станция InSight, которая поможет пролить свет на тайны внутреннего строения Красной планеты и ее сейсмическую активность. Не все в работе идет гладко, но уже зафиксированы первые марсотрясения, а также записан звук марсианского ветра.

Планета роботов Марс

InSight и Curiosity недолго будут одни, ведь уже в следующем году на планете станет гораздо больше роботов. Летом нынешнего года туда отправятся американский, китайский и европейско-российский марсоходы, которые должны обеспечить следующий большой прорыв в изучении Красной планеты. Ведь теперь, раз мы вполне уверены, что на Красной планете когда-то были условия для существования жизни, пора приниматься за ее поиски.

Именно этим и займутся новые роверы. Они станут искать любые свидетельства того, что мертвая красная пустыня не всегда была такой. Если, конечно, они благополучно доберутся, поскольку история исследования Марса показывает, что проб и ошибок в ней куда больше, чем успехов.

Об этом должны помнить не только создатели роверов, но и все, кому не терпится отправить в соседний мир человека. Чуть более 100 лет назад человек еще верил, что на Марсе процветает инопланетная цивилизация. 50 лет назад сама посадка на планету казалась фантастическим успехом. 25 лет назад роботы научились делать первые шаги по другому миру. Перед тем как перенести человеческую жизнь на эту планету, стоит узнать о ней как можно больше и подготовиться тщательнее. А уж разговоры о колонии на миллион человек и вовсе отложить до лучших времен.