Марсианин: как выжить на Красной планете
Шрифт:
Новая атака «марсов»
21 сентября 1970 года космический аппарат «Луна-16» конструкции Научно-производственного объединения имени С. А. Лавочкина совершил мягкую посадку на лунную поверхность в Море Изобилия, взял пробу грунта и 24 сентября доставил его на Землю.
Вдохновленный успехом главный конструктор Георгий Бабакин поручил своим подчиненным разработать техническое предложение по проекту «5НМ», нацеленному на доставку образцов марсианского грунта. Летом 1970 года такие предложения были выпущены. Планировалось, что в сентябре 1975 года сверхмощная ракета «Н-1» выведет на траекторию полета к Марсу автоматическую межпланетную станцию «5НМ» массой 20 т. Станция включала орбитальный аппарат, предназначенный для доставки на Марс посадочного аппарата и приема телеметрической информации во время снижения и посадки последнего на поверхность. Орбитальный аппарат состоял из тороидального приборного отсека, взятого от станции «М-71», и двигательной установки со сферическим топливным баком, взятой от станции «М-69». Посадочный модуль имел аэродинамический экран с жесткой центральной частью. Внутри экрана устанавливался приборный отсек с системой управления мягкой посадкой, включая доплеровский измеритель скорости и высотомер, а также радиосистемы, программно-временное устройство и систему энергоснабжения. Двигательная установка системы мягкой посадки имела четыре сферических топливных бака и четыре двигателя с регулируемой тягой. В верхней ее части была установлена двухступенчатая ракета возвращения с орбитальным аппаратом «Марс – Земля», созданным на базе орбитального отсека станций «Венера-4/6», и возвращаемый аппарат массой 15 кг, способный вместить 200 г марсианского грунта.
Схема полета «5НМ» к Марсу выглядела следующим образом. Станция выводится на межпланетную траекторию двухступенчатым разгонным блоком. При подлете к Марсу выполнялась коррекция траектории. Затем посадочный и орбитальный модули разделялись, последний переводился на пролетную траекторию. В это время посадочный модуль входит в марсианскую атмосферу и, используя аэродинамический экран, выполнял планирующий спуск. Когда его скорость уменьшалась до 200 м/с, экран сбрасывался, и аппарат совершал мягкую посадку с включением тормозящей двигательной установки.
После посадки планировалось организовать двухстороннюю линию связи посадочного модуля с Землей. По командам должен был производиться забор грунта в выбранном по полученным панорамам месте и его загрузка в возвращаемый аппарат. Через трое суток возвратная ракета с орбитальным аппаратом «Марс – Земля» и возвращаемым аппаратом стартовали и выводились на околомарсианскую орбиту высотой 500 км. Через десять месяцев, при достижении благоприятного расположения планет, орбитальный аппарат «Марс – Земля» переводился на межпланетную траекторию возвращения. При подлете к Земле возвращаемый аппарат отделялся от орбитального и тормозился в атмосфере. Его скорость снижалась до 200 м/с, после чего выпускался парашют и включался радиомаяк.
Проект доставки марсианского грунта обсуждался на Научно-техническом совете. При этом он вызвал серьезную критику со стороны главного конструктора. Дело в том, что, поскольку бортовые системы станции не прошли проверку в реальном полете, никто не мог дать гарантии их нормального функционирования в течение трех лет. Смущало Георгия Бабакина и то, что проект «5НМ» не обеспечивал стопроцентной биологической безопасности. В случае отказа парашютной системы возвращаемый аппарат разбивался, и микробы, присутствующие в образцах марсианского грунта, попав в тепличные условия, могли начать размножаться с очень большой скоростью. Разумеется, наличие жизни на Марсе находилось под сомнением, но исключать подобную возможность было нельзя.
При всех этих недостатках проект понравился министру общего машиностроения Сергею Афанасьеву. Он пытался убедить Бабакина начать работу, однако Георгий Николаевич отказался.
Тем временем приближалось «астрономическое окно» – июль 1973 года. На этот год планировалось отправить к Марсу сразу четыре станции серии «М-73». Казалось, что теперь удача улыбнется советским ученым. Все четыре ракеты-носителя сработали как надо, и к Марсу полетела вереница аппаратов: орбитальный «Марс-4» («M-73» № 52С), орбитальный «Марс-5» («M-73» № 53С), посадочный «Марс-6» («М-73» № 50П), посадочный «Марс-7» («М-73» № 51П).
К сожалению, ни одна из этих станций не смогла в полном объеме выполнить поставленную перед ней задачу.
10 февраля 1974 года из-за сбоя в бортовом компьютере не включилась тормозная двигательная установка «Марса-4». Станция прошла мимо красной планеты на расстоянии 2200 км, передав на Землю только один снимок, после чего стала искусственным спутником Солнца.
12 февраля «Марс-5» вышел на ареоцентрическую орбиту высотой 1760 км, но быстро растратил энергию и в течение нескольких дней сумел заснять лишь незначительную часть южного полушария планеты.
9 марта спускаемый аппарат станции «Марс-7» промахнулся мимо красной планеты, пройдя в 1300 км от ее поверхности.
12 марта спускаемый аппарат станции «Марс-6» вошел в атмосферу, выпустил парашют и начал передавать первые данные. Однако через 150 секунд связь с ним прервалась. Предположительно он упал на поверхность Марса в районе с координатами 24° южной широты и 25° западной долготы. В настоящее время его пытаются отыскать на снимках «MRO».
Миссию четырех советских аппаратов нельзя назвать совсем уж провальной. По материалам орбитальной фотосъемки (173 снимка) была составлена карта масштаба 1:5 000 000, охватывающая примерно 5 % поверхности Марса, а также карты отдельных фрагментов поверхности в масштабе 1:500 000. Около 10 % поверхности было охвачено панорамами с меньшим разрешением. И все же в сравнении с тем, что удалось получить американской станции «Маринер-9», полученные данные выглядели более чем скромно. Можно сказать, что на этом направлении изучения Вселенной советские специалисты проиграли космическую «гонку» американским коллегам.
Миссия «Викингов»
Чтобы расставить точки над i, агентство НАСА запустило к Марсу две новейшие автоматические станции проекта «Викинг» («Viking»): первая из них стартовала 20 августа 1975 года, вторая – 9 сентября. Главной целью полета этих наиболее совершенных на тот момент межпланетных аппаратов было выяснить наконец-то, существует ли жизнь на Марсе.
20 июля и 3 сентября 1976 года спускаемые модули этих аппаратов совершили мягкую посадку на поверхность красной планеты: «Викинг-1» в районе с координатами 22,5° северной широты, 48° западной долготы, «Викинг-2» – с координатами 48° северной широты, 134,3° восточной долготы. Эксперимент века начался.
Места посадки спускаемых модулей выбирались долго и обдуманно на основании анализа снимков, полученных аппаратом «Маринер-9». Но когда «Викинги» вышли на ареоцентрическую орбиту и направили на выбранные районы телекамеры, обладающие более высоким разрешением (50 м в пикселе), и специальные радары, оказалось, что поверхность в местах посадки неровная, сильно изрезана складками грунта и покрыта небольшими кратерами. Первоначально «Викинг-1» нацелили на протяженное русло так называемой долины Майя (Maja Valles) на равнине Хриса – подозревали, что найдут там следы воды или даже лед. Однако пришлось пересмотреть планы, и в результате аппарат сел на той же равнине, но в районе, больше напоминающем лунный пейзаж. Та же история с «Викинг-2»: предполагали сажать в район Цидония (Cydonia) около границы максимального расширения северной полярной шапки, но посадили севернее – на равнину Утопия (Utopia Planitia), в 7400 км от первого модуля.
За шесть лет работы (а «Викинг-1» замолчал только 13 ноября 1982 года) телекамеры американских посадочных аппаратов не зарегистрировали ничего, напоминающего хоть какие-то проявления жизни. Анализ марсианских атмосферы и грунта не выявил особенностей, которые считаются «типичными» для жизни. Напротив, атмосфера и грунт там создают более сухую и холодную среду, чем в самых сухих пустынях на Земле.
Посадочные аппараты «Викингов» выполнили по три опыта, специально разработанные для обнаружения живых организмов. В первом из них – эксперименте «куриный бульон» – образец марсианского грунта помещался в питательную среду, благоприятную для жизни. Эксперимент «разложение метки» заключался в воздействии на образец грунта соединениями, содержавшими атомы радиоактивного углерода, чтобы проверить, вырабатывает ли грунт какие-либо (радиоактивные) соединения, типичные для жизни. В эксперименте «пиролизное разложение» тоже применялись «меченые» атомы, но на этот раз в составе газов марсианской атмосферы. Любым микроорганизмам в грунте была дана возможность взаимодействовать с этой «меченой» атмосферой, а затем грунт прогревали, чтобы выяснить, содержал ли он «меченые» окись углерода и углекислый газ.