Таємниці четвертої планети. Що людство дізналося про Марс з початку космічної ери

2050 рік. Людство нарешті стало міжпланетним видом, обґрунтувавши на Марсі колонію, в якій проживає близько мільйона чоловік — більше, ніж в Амстердамі чи Афінах. Це не початок нового науково-фантастичного роману і не сюжет фільму. Це бачення майбутнього, яким недавно поділився Ілон Маск. Підприємець частенько малює найфантастичніші сценарії, але в одному його дорікнути не можна: на Марс тягне не тільки його.

Недружній сусід

Марс — далеко не самий гостинний світ, якщо порівнювати його з Землею. Сила тяжіння тут становить лише 37,5% земної. Температура на поверхні коливається від льодових -153 ° C до комфортних + 20 ° C. Однак тонка, непридатна для людини атмосфера, що складається в основному з діоксиду вуглецю, азоту та аргону, не здатна ефективно затримувати тепло від сонячних променів. Якби ви стояли на марсіанському екваторі опівдні, то у ваших ніг температура становила б + 24 ° C, а у голови — 0 ° C. До того ж тиск на Червоній планеті куди нижче — навіть на вершині Евересту на Землі воно в 50 разів більше, ніж на поверхні Марса.

Проте у цих світів чимало спільного. Під ногами тут знаходиться тверда земля, площа якої порівнянна з площею суходолу на нашій планеті, хоча Марс приблизно наполовину менше нього. Тривалість доби, які прийнято називати солами, становить 24,6 нашого години, а близький до земного кут нахилу осі обертання (23,5 у Землі і 25,2 у Марса) забезпечує світу яскраво виражені сезони, які, втім, тривають довше наших. Наприклад, весна в північній півкулі триває цілих 194 сола — це найдовший сезон на планеті.

Але головна схожість планет залишилася в далекому минулому. Численні докази вказують на те, що раніше Марс був тепліше, мав більш щільну атмосферу, а його поверхню покривала вода — колиска розумного життя на нашій рідній планеті. Тому дослідники настільки пильно придивляються до цього суворого світу.

Шанси, що на Марсі є життя, невеликі. Наприклад, в 2018-му група європейських вчених виявила ознаки існування рідкого озера, прихованого в 1,5 км під поверхнею південного полярного льодовика. В такому резервуарі можуть існувати мікроби, але це лише гіпотеза, перевірити яку складно. Тому вчені роблять ставку на пошук ознак існування минулого життя. Можливо, це звучить не так захоплююче, але навіть така знахідка буде колосальною. Адже в іншому випадку ми зіткнемося з набагато більшою науковою загадкою: чому Земля дала життя, а сусідній світ, який володіє відповідними умовами, — ні.

Читайте також: У далекій-далекій галактиці. Кращі знімки телескопа Hubble в 2019 році

Погоня проб і помилок

Погоня за марсіанським життям почалася в XIX столітті. У 1877 році італійський астроном Джованні Скіапареллі розглянув в телескоп Марс, яким його ніхто не уявляв, і навіть склав карту. На ній були зображені моря і континенти, а також розгалужена мережа ліній, які астроном назвав каналами. Саме слово наштовхувало на думку про рукотворному походженню цих об'єктів. Пізніше було встановлено, що канали — це оптична ілюзія, але думка про існування марсіанської цивілізації, що побудувала їх, на той час підхопили інші.

У населеність Червоної планети повірили і астрономи начебто американця Персиваля Лоуелла або француза Каміля Фламмаріона, і письменники-фантасти, такі як Едгар Берроуз і Герберт Уеллс. Звичайно, цю теорію брали далеко не всі, але перевірити її довгий час не представлялося можливим.

Все змінилося в 1950-х роках. Після запуску першого радянського супутника в 1957-му і початку космічної гонки погляди СРСР і США швидко кинулися за межі земної орбіти і навіть Місяця. Уже в 1960-х до Червоної планети кинулися перші автоматичні міжпланетні станції. Про посадочні або орбітальні апарати тоді ніхто не думав. АМС, що посилаються до інших світів, повинні були пролітати повз, намагаючись зробити якомога більше знімків і направити їх на Землю. Але і ця задача виявилася непростою.

Першу спробу відправити дослідницький апарат до Червоної планети зробив Радянський Союз в 1960 році, але вона, як і багато інших після неї, провалилася. Радянські апарати гинули, не встигаючи залишити орбіту Землі, в кращому випадку ламалися в польоті до Марса.

У 1964-му в гру вступила NASA, а її дебют виявився невдалим. Зате друга спроба увінчалася успіхом. АМС Mariner 4 благополучно дісталася до Марса в 1965 році. Вона пролетіла приблизно в 10 тис. км над поверхнею планети і переслала на Землю 22 фотографії. Це були перші знімки Марса з настільки малої відстані. Ніяких каналів на них не було, зате вчені побачили кратери, що прикрашають марсіанську землю, і підтвердили, що атмосфера планети складається з вуглекислого газу.

Успіх супроводив NASA і надалі. До кінця десятиліття агентство запустило ще дві АМС, яким вдалося зробити дві сотні фотографій, а також провести вимірювання поверхні і температури Марса.

Радянський Союз наздогнав американців тільки в 1971-му, але на той час амбіції місцевих вчених і інженерів виросли. Простого прольоту над поверхнею було недостатньо. У 1971 році СРСР відправив до Червоної планети відразу дві АМС — "Марс-2" і "Марс-3", які включали в себе як орбітальні, так і спусковий апарат. Ці місії виявилися успішними. Орбітальні апарати протягом декількох місяців оберталися навколо планети, передаючи дані. Що ж до спускання, то один розбився при посадці, а другий успішно вписав своє ім'я в історію. "Марс-3" став першим апаратом, який здійснив м'яку посадку на Червоній планеті, нехай на місці він і пропрацював лічені секунди.

1971-тий рік виявився плідним роком для вивчення четвертої планети. Того року до неї прибув американський орбітальний апарат Mariner 9, який не тільки зробив тисячі фотографій і склав карту 85% її поверхні, а й допоміг добре розглянути головні визначні пам'ятки Марса. Наприклад, дані Mariner 9 допомогли встановити висоту Олімпу — найвищого вулкану в Сонячній системі, який піднімається на 25 км, а діаметр основи складає 600 км. А ще дослідницький апарат NASA допоміг оцінити масштаби долини Маринер — знаменитої системи каньйонів, яка тягнеться на 4 тис. км уздовж марсіанського екватора і врізається на 7 км вглиб поверхні планети. Система, що отримала свою назву на честь зонда, в чотири рази глибше і в п'ять разів довше Великого каньйону на Землі.

Наступний прорив в дослідженні Марса відбувся лише в 1976-му, коли NASA доставила туди дві АМС — "Вікінг-1" і "Вікінг-2". Як і радянські "Марс", вони комплектувалися орбітальними і спускаються апаратами, але "Вікінги" виявилися успішнішими. Вони вдало розмістилися на орбіті і приземлилися на поверхню планети, пропрацювавши не один рік. Спусковий апарат "Вікінг-1" замовк тільки в 1982 році, та й то після помилкової команди з Землі.

За цей час вони поповнили марсіанський фотоархів десятками тисяч знімків, але головне — провели перші польові експерименти з пошуку слідів життя. На жаль, вони не дали ні переконливого "так", ні однозначного "ні", але все ж то був прорив, оскільки раніше Марс вивчався за принципом "дивись, але не чіпай".

"Вікінги" мимоволі підлили масла у вогонь міфу про марсіанської цивілізації, коли один з орбітальних апаратів надіслав цікавий знімок. На ньому була зображена купа каміння, один з яких разюче нагадував людське обличчя. Дослідники NASA відразу зрозуміли, що це гра світла і тіні, але вразлива публіка почала будувати теорії про залишки стародавнього марсіанського міста, який спочиває під землею. Традиція вишукувати звичні форми на фотографіях Червоної планети живе до сих пір, і бажаючі постійно знаходять на знімках то гризунів, то комах. Але це просто ілюзії.

Особа на Марсі. Цей знімок, зроблений в АМС "Вікінг-1" 1976-му році, освіжив міф про існування розвиненої марсіанської цивілізації

Після "Вікінгів" вивчення Червоної планети на довгі роки забуксувало. Протягом двох десятиліть США і СРСР, а згодом і Росія продовжували відправляти механічних дослідників, але спроби були здебільшого невдалими. Новий прорив стався в другій половині 1990-х.

У 1997 році NASA доставило до Марса орбітальний апарат Mars Global Surveyor, який допоміг зробити революційне відкриття: десь під поверхнею мертвої планети все ще може текти вода, полювання за якою триває донині. У тому ж році на поверхню приземлився апарат Pathfinder, чого не відбувалося з часів "Вікінгів". Але куди цікавіше було вантаж, який Pathfinder привіз з собою. З ним на планету прибув перший мобільний дослідницький апарат Sojourner, здатний пересуватися по поверхні планети. Він пропрацював лише 83 дні, але зміг прокласти шлях марсоходам — механічним дослідникам, які всього через кілька років стануть головними зірками в дослідженнях Червоної планети.

Цікава можливість

З настанням 2000-х років збіднілий потік інформації про сусідній світ знову виріс. До підкорення планети приєдналися Європа, Індія, Японія і Китай, хоча закріпитися на ній вдалося тільки першим двом. При цьому дебют європейців на Марсі виявився вдалим. Їх орбітальний апарат Mars Express виявив в атмосфері планети сліди метану — газу, який на Землі виробляють живі організми. І хоча його викид на Марсі міг мати іншу причину (наприклад, газ міг вирватися з землі, де був замкнений мільйони років), знахідка заінтригувала вчених, і в наш час полювання на марсіанський метан триває.

Однак пальму першості в дослідженнях Червоної планети в XXI столітті утримує NASA. За два десятиліття американське агентство відправило на Марс вісім дослідницьких апаратів, і все благополучно досягли мети. Три з шести АМС, які сьогодні обертаються навколо планети, належать NASA.

Читайте також: Біти з орбіти. Як супутники Ілона Маска змінять глобальний інтернет

Але найбільше агентство прославили його марсоходи. Ровери володіли рядом переваг перед іншими дослідницькими апаратами, що вивчали планету до них. Їх камери дозволяли складати панорамне зображення, за допомогою якого вчені могли визначати найбільш перспективні цілі для досліджень. І, звичайно, вони були здатні рухатися до цих цілей. Дуже повільно, щоб не пошкодити ходову частину на кам'янистій місцевості, але все ж рухатися.

Перші в XXI столітті марсоходи Spirit (англ. "Дух") і Opportunity (англ. "Можливість") прибули на місце в 2004 році. Їх основне завдання полягало в пошуку будь-яких доказів існування води на Марсі в минулому, і марсоходи з нею впоралися. Вони знайшли докази того, що раніше Червона планета була тепліше, на ній дійсно хлюпала вода і навіть були гарячі джерела. Словом, умови для існування життя тут дійсно були. І це при тому, що ровери приземлилися на протилежних кінцях планети.

Передбачалося, що апарати працюватимуть 90 днів, але термін їх служби виявився куди довше. Spirit відключився через шість років, а Opportunity прослужив довше, намотав більше 40 км і прийшов в непридатність в глобальній пилової бурі в 2018-м.

Але і після цього у агентства залишився один робочий марсохід, Curiosity, який прибув на планету в 2012-му. За час пошуків він показав, що в минулому не тільки вода могла підігрівати життя на Марсі. Аналізуючи грунт і каміння, марсохід виявив сліди органічного вуглецю, а також сірки, азоту, кисню і фосфору — всього необхідного для зародження та існування життя.

Сьогодні це єдиний мобільний дослідницький апарат на всій планеті, але трохи більше року тому до нього приєдналася стаціонарна дослідницька станція InSight, яка допоможе пролити світло на таємниці внутрішньої будови Червоної планети і її сейсмічну активність. Чи не все в роботі йде гладко, але вже зафіксовані перші марсотрясіня, а також записаний звук марсіанського вітру.

Планета роботів

InSight і Curiosity недовго будуть одні, адже вже в наступному році на планеті стане набагато більше роботів. Влітку нинішнього року туди відправляться американський, китайський і європейсько-російський марсоходи, які повинні забезпечити наступний великий прорив у вивченні Червоної планети. Адже тепер, раз ми цілком впевнені, що на Червоній планеті колись були умови для існування життя, пора братися за її пошуки.

Саме цим і займуться нові ровери. Вони стануть шукати будь-які дані про те, що мертва червона пустеля не завжди була такою. Якщо, звичайно, вони благополучно доберуться, оскільки історія дослідження Марса показує, що проб і помилок в ній куди більше, ніж успіхів.

Про це повинні пам'ятати не тільки творці роверів, а й всі, кому не терпиться відправити в сусідній світ людини. Трохи більше 100 років тому людина ще вірив, що на Марсі процвітає інопланетна цивілізація. 50 років тому сама посадка на планету здавалася фантастичним успіхом. 25 років тому роботи навчилися робити перші кроки по іншому світу. Перед тим як перенести людське життя на цю планету, варто дізнатися про неї якомога більше і підготуватися ретельніше. А вже розмови про колонії на мільйон чоловік і зовсім відкласти до кращих часів.