Журнал "Вокруг Света" №11 за 2002 год
Шрифт:
Марс, с его огромными территориями, уникальными геологическими особенностями и совсем неприветливым климатом, может быть освоен только в процессе совместной работы людей и машин. Полуавтономные машины будут необходимы для выполнения чрезмерно утомительной и опасной для людей работы: аэрофотосъемка и разведка, создание складов и обеспечение защиты в длительных полевых поездках, а также перевозка огромного количества геологических образцов. Поэтому сейчас ведутся работы по созданию таких марсоходов, которые могли бы стать для исследователей своеобразным домом, необходимым для проведения поисковых работ в течение нескольких дней.
Несмотря на то что марсианская экспедиция может обойтись в астрономическую сумму, необходимо помнить, что подобные проекты предусматривают разработку новейших технологий, находящих широкое применение в том числе и на Земле. И они способны довольно быстро оправдать все затраты. Так, по мнению американских специалистов, полет на Луну, который, конечно, стоил в 4 раза меньше самого дешевого марсианского проекта, окупился за счет коммерческого использования передовых космических разработок.
В основу современных представлений о поверхности, внутреннем строении и атмосфере Марса легла информация, полученная пролетными аппаратами «Маринер-4, -6, -7», «Марс-2,-3,-4,-5», искусственными спутниками «Маринер-9», «Фобос-2», «Марс-Глобал-Сервейер» (работает и сейчас), посадочными аппаратами «Марс-6», «Викинг-1, -2», «Марс-Пасфайндер» с марсоходом «Соджорнер». Конечно, заселение Марса людьми — задача весьма отдаленного будущего, а вот пилотируемая экспедиция — дело вполне осуществимое, хотя трудное и опасное. В любом случае, прежде чем отправляться в столь рискованное путешествие, необходимо с помощью автоматических спускаемых аппаратов выявить перспективные районы для высадки экспедиции и доставки оттуда на Землю грунта, убедиться в наличии воды и других ресурсов и исследовать окружающее Марс пространство.
Прежде чем ставить вопрос об освоении и заселении новой планеты, необходимо проделать огромное количество прикладных и фундаментальных научных исследований, которые дадут ответы на такие вопросы: насколько состав и внутреннее строение Красной планеты отличаются от земного, чем разнилось эволюционное развитие двух планет и какие ресурсы на поверхности Марса будут доступны для будущего использования? Ученым предстоит также выяснить, были ли прежде у Марса плотная атмосфера и океаны, остался ли где-то такой необходимый компонент существования, как вода, какие климатические изменения испытал он за свою долгую геологическую историю, каковы причины этих изменений и насколько устойчив климат планеты сегодня. И еще — имела ли на Марсе место химическая эволюция, которая могла бы привести к формированию органических молекул, то есть жизни, и можно ли ее следы обнаружить где-нибудь сегодня.
2002
В районе канадского острова Девон начались летные испытания миниатюрного беспилотного самолета-робота, который в будущем предполагается использовать для исследования поверхности Красной планеты. Этот летательный аппарат на основе заложенной в вычислительный комплекс программы будет самостоятельно определять как маршруты своих полетов, так и характер проводимых исследований. В настоящее время испытываются аэродинамика самолета и некоторые элементы программного обеспечения. В будущем аналогичные испытания предполагается провести с прототипом, который будет оснащен системами технического зрения, сенсорными устройствами и научным оборудованием.
2003
Европейские специалисты уже заканчивают сборку марсианского вездехода «Бигль-2», который согласно намеченному плану будет доставлен на Красную планету зондом Европейского космического агентства (ESA) «Марс-Экспресс» в декабре 2003 года для исследования горных пород, поиска подповерхностных водных резервуаров и признаков жизни.
2004
NASA собирается отправить на Марс мобильную лабораторию для поиска ископаемых и химических соединений.
2007
В Имперском Лондонском колледже начался 5-летний проект по созданию портативного миниатюрного сейсмометра, предназначенного для измерения землетрясений на Марсе. Планируется, что этот прибор вместе с миссией «Нетлэндер» (NetLander), целью которой будет сбор атмосферных, сейсмических и геодезических данных за один земной год, полетит на Марс в 2007 году.
2009
Спускаемый аппарат Smart Lander должен собрать образцы марсианского грунта в радиусе 100 км от места посадки (на Землю эти образцы должны вернуться в 2013 году). Также в ближайших планах исследователей стоит доставка на Марс двух марсоходов и запуск на его орбиту нового зонда. Научная аппаратура, размещенная на марсоходах, предназначается для исследования рельефа местности и химического анализа горных пород и почвы Марса, связь же с ними будет осуществляться через сеть дальней космической связи NASA.
2010
К концу нынешнего десятилетия ученые надеются составить подробные минералогические карты Марса и детально изучить климат и погодные явления планеты. Все это необходимо для подготовки к высадке людей. К тому же времени должны быть разработаны и необходимые средства и технологии для осуществления точной посадки и передвижения по поверхности на длинные дистанции.
Первые попытки разыскать в марсианской почве прямые свидетельства наличия основы для жизни — жидкой воды и таких элементов, как азот и сера, не принесли успеха. Экзобиологический эксперимент, проведенный на Марсе в 1976 году после посадки на его поверхность американской межпланетной станции «Викинг», несшей на своем борту автоматическую биологическую лабораторию (АБЛ), не принес доказательств существования жизни. Отсутствие органических молекул на изученной поверхности могло быть вызвано интенсивным ультрафиолетовым излучением Солнца, так как у Марса нет защитного озонового слоя, и окисляющим составом почвы. Поэтому верхний слой марсианской поверхности (толщиной около нескольких сантиметров) — бесплоден, хотя существует предположение, что в более глубоких, подповерхностных, слоях сохранились условия, которые были миллиарды лет назад. Определенным подтверждением этих предположений стали недавно обнаруженные на Земле на глубине 200 м микроорганизмы — метаногены, питающиеся водородом и дышащие углекислым газом.
Специально же проведенный учеными эксперимент доказал, что подобные микроорганизмы могли бы выжить и в суровых марсианских условиях.
Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами — реками, озерами, а может, и морями, а также с более плотной атмосферой — обсуждается уже более двух десятилетий, так как «обживать» столь негостеприимную планету, да еще при отсутствии воды, было бы очень сложно. Для того чтобы на Марсе могла существовать жидкая вода, его атмосфера должна была бы очень сильно отличаться от нынешней. В прошлом плотность марсианской атмосферы могла увеличиться из-за сильного потепления, вызвавшего испарение полярных шапок и таяние подземных льдов.
Предположения о переменчивости марсианского климата были подтверждены недавними наблюдениями на HST (Хаббловском космическом телескопе), производившем с околоземной орбиты максимально точные измерения характеристик его атмосферы и даже предсказывавшем марсианскую погоду. Оказалось, что климат Красной планеты претерпел существенные изменения — стал суше и холоднее — уже со времени посадок спускаемых аппаратов «Викинг» (1976 год). Возможно, это связано с сильными бурями, которые в начале 70-х годов подняли в атмосферу огромное количество мельчайших пылинок. Какое-то время эта пыль препятствовала остыванию Марса и испарению водяного пара в космическое пространство, но потом осела и планета вернулась к своему обычному состоянию.
Марс имеет очень тонкую и холодную, состоящую главным образом из углекислого газа, атмосферу, не защищающую его поверхность от жесткого солнечного излучения и служащую для нее плохим покрывалом. Атмосферное давление на Марсе составляет около 1% от земного и изменяется приблизительно на 15% в течение года. Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/с. Иногда довольно обширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями, и чаще всего они возникают вблизи полярных шапок. Водяного пара в марсианской атмосфере совсем немного, но при низких давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, и часто собирается в облака. Замерзшие углекислый газ и водяной пар образуют полярные шапки, размер которых меняется с движением Марса по орбите. Летом углекислый газ испаряется и поступает в атмосферу. Ветры переносят его к противоположной полярной шапке, где он снова замерзает. Этим круговоротом углекислого газа и разными размерами полярных шапок объясняется непостоянство давления марсианской атмосферы.