Астрономия. Популярные лекции - Владимир Георгиевич Сурдин

Рис. 5.19. В марсианском грунте под растаявшей летом полярной шапкой было обнаружено белое вещество. Через несколько земных дней очень небольшая его часть растаяла.

Итак, вода на Марсе есть, но на вопрос о наличии жизни ответить гораздо сложнее. Дело не только в химии: на поверхности планеты очень мощная радиация, а жизнь ее «не любит».

Рис. 5.20. Марсоход Sojourner определяет химический состав марсианского камня при помощи альфа-спектрометра. Фото сделано с посадочной платформы PathFinder.

Для геологического исследования Марса на него в 1997 г. опустился марсоход «PathFinder» (NASA) с небольшим марсоходом «Sojourner» (рис. 5.20). Колесики у него были маленькие, так что далеко уйти по пересеченной местности он не мог, но и в доступной ему окрестности хорошо поработал. Он прижимал свои приборы (альфа- и гамма-спектрометры) к камешкам и анализировал химический состав горных пород.

Рис. 5.21. Геологические марсоходы Spirit и Opportunity были отправлены на Марс в 2003 г. (рисунок NASA).

Другие два геологических марсохода — «Spirit» и «Opportunity» (рис. 5.21). Первый из них проработал 6 лет, потом увяз в песчаных дюнах и вышел из строя, а второй работает уже 12 лет без ремонта, хотя на столь долгий срок никто не надеялся — хотя бы потому, что питается он исключительно солнечной энергией, и пылевые бури должны были засыпать солнечные панели, лишив аппарат электричества. Так оно и произошло — но потом дунул сильный ветер, очистил фотоэлементы от пыли, и они снова начали функционировать. И так случалось уже несколько раз, так что ветер на Марсе оказался очень полезным.

Рис. 5.22. Марсианский «внедорожник» Curiosity, работающий на ядерном топливе. «Автопортрет» аппарата, снятый его собственной камерой (штанга камеры не видна благодаря комбинации нескольких кадров).

Самое лучшее, что мы (точнее, NASA) имеем сегодня на Марсе, — огромная машина «Curiosity» (рис. 5.22), посаженная в 2012 г. Внедорожник с 21-дюймовыми колесами, весом почти в тонну (на Земле), с великолепным источником питания: у него нет солнечных батарей, зато есть ядерный реактор, в котором плутоний-238, распадаясь, греет термоэлементы, и они в результате эффекта Пельтье дают электричество. Этого ядерного источника энергии хватит на десятки лет. Для отбора образцов у аппарата есть манипулятор — штанга двухметровой длины. Но это не предел расстояния, на котором он может анализировать материалы. У него есть уникальная штука — инфракрасный лазер, который «стреляет» многоджоулевыми импульсами, испаряя породу. Раскаленный пар (точнее, облачко плазмы) излучает, телескоп собирает это излучение, спектрометр его анализирует. Таким образом, этот аппарат может издали сканировать своим «лучевым оружием» вертикальную стенку в тех местах, куда «рука» не дотягивается.

В его арсенале имеется и один российский прибор, сделанный в Институте космических исследований (Москва). Это нейтронный детектор для поиска воды под поверхностью Марса. Встроенный в него источник испускает поток нейтронов, который проникает в грунт на глубину более метра. Если нейтроны встречают на пути атомы водорода (которые входят в состав молекулы воды), то они ими рассеиваются и обратно не «отскакивают». Если же легких ядер там нет, то нейтроны частично отражаются назад.

Рис. 5.23. В атмосфере Марса обнаружен метан в концентрации до 0,003 %.

Самое интересное открытие в поисках жизни на Марсе — то, что в 2009 г. наземные телескопы обнаружили в атмосфере планеты спектральные линии метана (рис. 5.23). Метан — это продукт либо вулканических извержений, либо жизнедеятельности каких-то организмов (у нас, например, крупный рогатый скот его выделяет в больших объемах). Но марсианские вулканы давно замерзли и ничего из себя уже не выбрасывают. Значит, остается единственной вторая гипотеза. Правда, ни одной коровы на Марсе пока не замечено, но это могут быть микроорганизмы, разлагающие органические материалы, — скорее всего, микробы, которые зарылись глубоко в грунт, чтобы радиация их не убила. На нашей планете от солнечной и космической радиации защищает атмосфера, поэтому, чтобы сделать простую оценку глубины, на которой достигается хорошая защита от радиации, можно мысленно сжать всю толщу земной атмосферы до плотности грунта — получится несколько метров, меньше пяти.

Рис. 5.24. Почти круглые отверстия в марсианской поверхности, диаметром от 100 до 250 м, сфотографированные орбитальными аппаратами Mars Odyssey и Mars Global Surveyor (NASA). Съемки в инфракрасном диапазоне, показывающие разность дневных и ночных температур, подтверждают предположение, что они могут быть входами в подземные полости. Источник: NASA/JPL–Caltech/ASU/USGS.

Рис. 5.25. Один из провалов в марсианском грунте, возможно, карстовой природы (NASA / Jet Propulsion Laboratory / University of Arizona).

И ведь с искусственных спутников Марса уже обнаружены входы в марсианские пещеры (рис. 5.24, 5.25). Эти дырки-шахты, вертикальные колодцы, довольно широкие, размером со стадион, на льду выделяются очень контрастно. По-видимому, они имеют карстовое происхождение.

Рис. 5.26. Карстовый провал в земном грунте (Гватемала, 2010 г.).

На нашей планете тоже встречаются такие входы в подземелье (рис. 5.26); недавно такую воронку обнаружили на Таймыре. Карстовые явления на Земле — это когда вода вымывает в глубинном слое грунт, образуется сеть пещер, потом где-то обваливается «крыша» и таким образом получается вход в пещеру. Вулканическая лава тоже могла проплавить внутренние горизонты. А в пещерах условия для жизни очень хорошие. Есть одна такая пещера во Франции (рис. 5.27): на поверхности жизни почти нет — одни туристы, но внутри жизнь просто буйствует, потому что там и влажность выше, и температура стабильнее (нет суточных перепадов), и радиация еще меньше, чем наверху. Отверстие диаметром метров 60 сначала уходит вертикально вниз до глубины 70 м, потом ход становится горизонтальным. Это обычный карстовый коридор, в котором обвалился потолок. Есть надежда, что и на Марсе явление то же самое, т. е. под грунтом имеются пустые пространства, и они наиболее благоприятны для развития жизни. Но изучить их не представляется возможным, потому что роботов-спелеологов пока не создали: роботы могут