Архив

ВНЕЗЕМНЫЕ ОЧАГИ ЖИЗНИ

– Это было не на Земле, – сказал Маленький принц. Лис очень удивился:
– На другой планете?
– Да.
– А на той планете есть охотники?
– Нет.
– Как интересно! А куры там есть?
                        Антуан де Сент-Экзюпери

После трех веков великих географических открытий, поразивших мир новыми, неведомыми ранее формами жизни, Земля наконец полностью исчерпала показ своего биологического богатства. Все расы стали известны, все племена изучены, флора и фауна всех континентов систематизирована. Нет больше таинственных островов и затерянных миров. Поиски легендарной Шамбалы и неуловимого снежного человека – это, по-видимому, последние затухающие аккорды великой эпохи (если не бесплодные попытки ее реанимации).

Но Земля – лишь песчинка в космическом океане. Неужели земным миром исчерпываются все биологические формы материи во Вселенной? Многие великие ученые поддерживали идею множества обитаемых миров. За пределами Земли жизнь тоже должна существовать, возможно, в видах, очень отличных от земных. Как ее найти?

Самое очевидное, технически доступное, средство связи с далекими мирами дает радиоастрономия. В 60-х гг. появилась программа SETI (поиск внеземных цивилизаций), были разработаны методы поиска закодированных сигналов и проведены наблюдения многих астрофизических объектов. Несмотря на значительные силы и самые большие телескопы, результат оказался отрицательным: не было найдено ни одного радиосигнала, который можно было бы принять за информационную посылку развитой цивилизации или подслушанный разговор между обитаемыми мирами. Программа SETI продолжается, ее техническое оснащение растет и, возможно, в будущем она наконец скажет свое слово. Пока же можно заключить, что космос отнюдь не забит сигналами инопланетных радиостанций.

В этой статье мы расскажем о другой стороне поисков внеземных очагов жизни – об исследовании с помощью космических аппаратов ближнего окружения Земли в пределах Солнечной системы.

Есть ли жизнь на Марсе?

По климатическим условиям Марс – планета, наиболее похожая на нашу. Он находится на расстоянии в 1,5 раза дальше от Солнца, чем Земля, и значит, получает в 2,25 раза меньше солнечной энергии. Климат Марса даже в экваториальных районах намного суровее климата земных высоких широт. Средняя температура около –40 °C (на Земле +15 °С). Летом дневная сторона планеты прогревается до 20 °С, зимней ночью температура опускается до –125 °С. Резкие колебания температуры в течение суток обусловлены сильной разреженностью марсианской атмосферы, которая почти в 150 раз менее плотная, чем земная, и не очень-то аккумулирует дневное тепло. По той же причине малой плотности атмосферы на Марсе часто дуют сильные ветры (скорость их до 100 м/с), вызывая пылевые бури, длящиеся до нескольких месяцев. Атмосфера планеты почти лишена кислорода, без которого, как известно, жизнь (по крайней мере в земных формах) невозможна. Кислорода в марсианской атмосфере меньше 1%, зато много углекислого газа (95%), есть также азот и аргон (4%). Для человека и большинства земных животных такой состав убийствен, но некоторые простейшие биологические формы в этой среде могли бы существовать.

Чтобы довершить картину, надо отметить почти полное отсутствие на поверхности Марса открытой воды (за исключением, возможно, полярных шапок), малую силу тяжести (в три раза меньше земной) и почти замершую вулканическую и сейсмическую активность. Раньше планета была, напротив, очень активной, о чем говорят потухшие вулканы – самые большие в Солнечной системе: высотой 26–27 км, диаметром кратеров 60–90 км. Гигантские марсианские вулканы (Арсия, Павонис, Олимп и др.) – одно из непонятных чудес окружающего мира.

Что касается воды, то, возможно, она еще содержится в подземных резервуарах. Заметно также присутствие водяного пара в атмосфере – по редким, но все-таки наблюдаемым облакам, а также туманам в марсианских ущельях. Климат Марса раньше, миллионы лет назад, был совсем другим, что следует из многих косвенных признаков: отсутствие старых кратеров, следы проточной воды и другие детали рельефа. Погода на Марсе не только капризна и переменчива – сам климат меняется на глазах. За 20 последних лет особенно пристальных наблюдений было замечено, что марсианский климат становится все суше и холоднее.

Несмотря на суровые условия, Марс считается основным очагом внеземной жизни в Солнечной системе, и вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?» неизменно волнует человека. Да и как не волноваться, глядя на яркую красноватую звездочку, движущуюся среди неподвижных звезд, которая привлекала внимание и древних греков (они называли ее Пиреем), и римлян, считавших, что она – бог войны, и славян, окрестивших ее Ареем. Свифт и Уэллс, Берроуз и А.Толстой так вдохновенно повествовали о загадочном мире марсиан, что не поверить им было просто невозможно. А тут еще подоспела загадка марсианских каналов.

Страсти по каналам

История марсианских каналов романтична и поучительна. Впервые их увидел итальянский астроном Джованни Скиапарелли в 1877 г., во время великого противостояния (когда Земля и Марс максимально сближаются). Он сумел разглядеть тончайшую сеть линий, покрывающих всю планету, которая не фиксировалась на фотопластинке и была различима только глазом. Рисунки, сделанные во время сеансов наблюдения, показали множество линий, названных каналами, сходящихся в отдельных точках (узлах) и расходящихся, хотя и хаотично, но все же по какому-то определенному, кем-то намеченному замыслу. Каналы явно не были естественным природным явлением, они несли печать искусственных образований. Вскоре появились сообщения, что их заметили и другие наблюдатели. Особое рвение проявил американский астроном П.Ловелл, построивший специальную обсерваторию в Арканзасе для наблюдений за Марсом. Он подвел базу под сделанное открытие: каналы – это искусственные ирригационные сооружения для перевода воды из полярных широт в засушливые районы. И его не смутили размеры этих циклопических арыков, ширина которых, если учесть расстояние до Марса, составляла сотни километров. Он предположил, что каналы сами по себе неразличимы, они гораздо меньше, а то, что принимается за них, – это широкие полосы орошаемой земли, покрытые густой растительностью. Марс не только живая обитаемая планета – это очаг высокоразвитой цивилизации, способной к такой титанической общепланетарной деятельности. Не известно, продолжается эта деятельность сейчас или была в прошлом, и мы видим следы угасшей цивилизации.

История с каналами, обрастая подробностями, тянулась много лет – вплоть до 60-х гг., когда наши «Марсы» и американские «Маринеры» вышли на прицельное расстояние, с которого планету можно было разглядеть крупным планом, и едва различимые в телескопы каналы должны были предстать во всей своей красе. Потрясение было неожиданным и сильным – каналов просто не оказалось! Первые подробные снимки поверхности Марса, сделанные «Маринером-4» в 1965 г., показали, что каналы были оптической иллюзией. За них принимали цепочки кратеров, разломы грунта, лавовые натеки и другие детали ландшафта. Следом за этим спускаемые аппараты американских «Викингов» представили панораму марсианской поверхности – безжизненной красноватой пустыни, где только камни и песок. Миф об Аэлите и древнем племени могучих марсиан был окончательно развеян.

Не принесли положительных результатов и биологические эксперименты с марсианским грунтом, проведенные «Викингами» в месте посадки. Все тесты на биологическую активность проб (следы фотосинтеза, характерные химические реакции на содержание бактерий) ничего не дали. Живых организмов, подобных земным, даже самых примитивных, в марсианском грунте обнаружено не было. И не надо ссылаться на неудачные места посадки. В любом месте земных пустынь и антарктических льдов подобные тесты выявили бы следы множества живых микроорганизмов. На современном Марсе их просто нет. И все-таки следует проявить осторожность: их не оказалось на поверхности и на глубинах, не превышающих нескольких сантиметров.

Марсианские хроники

Исследования Красной планеты продолжались и принесли некоторые сведения, указывающие, что в далеком прошлом на Марсе могла быть жизнь. Земная жизнь немыслима без воды, она и возникла, по-видимому, в первичном океане. Поэтому предпосылкой поисков должно быть доказательство существования когда-либо на Марсе достаточных ресурсов воды.

Марсианская программа исследований, продолжающаяся более 30 лет, знала и громкие успехи, и досадные неудачи. По количеству пропавших космических кораблей Марс намного опережает все другие планеты, за что и получил название Бермудского треугольника Солнечной системы. Только за последние 15 лет были по разным причинам потеряны космические аппараты «Фобос-1» и «Фобос-2» (1988), «Mars Observer» (1992), «Марс-96», «Mars Climate Orbiter» и «Mars Polar Lander» (1999). Срывались планы исследований, гибла уникальная аппаратура – Марс, казалось, цепко охранял свои тайны. Но шаг за шагом марсианская программа продвигалась вперед, принося важные, а порой неожиданные результаты.

Большой успех выпал на долю двух марсианских миссий – «Mars Global Surveyer» («MGS») и «Mars Pathfinder» («MP»), уже в течение нескольких лет проводящих исследования на околомарсовой орбите. «MGS» получил карты всего Марса, его снимки, отличающиеся высоким разрешением, помогли сделать не одно открытие. В частности, была снята завеса с тайны «Марсианского Сфинкса» – изображения, полученного еще «Викингами», на котором просматривалось человеческое лицо рядом с треугольным объектом, напоминавшим пирамиду. Тот же участок на снимке «MGS» показал бесформенную груду камней – и «Сфинкс», и «пирамида» оказались, как и марсианские каналы, оптическим обманом. Прецизионный лазерный высотомер на борту КА позволил получить изображение полярных шапок планеты с небывалой даже для земной геодезии точностью (±5 м).

Космический аппарат «МР» выполнил уникальную операцию – высадил на поверхность планеты миниатюрную танкетку «Sojourner» («Посетитель»), которая несколько месяцев колесила вокруг места посадки, определяя состав камней и грунта (по показаниям спектрометра альфа-частиц и рентгеновского излучения) и сообщая метеосводку. Было показано, что марсианские породы близки к нашим базальтам и вообще геологическое строение этого места очень похоже на земную каменистую пустыню. Погода была обычной марсианской: –76 °С ночью и –14 °С днем, ветер слабый.

Проведенные исследования доказали, что вода в прошлом на Марсе была, и в большом количестве. Были получены снимки русел высохших рек протяженностью в сотни километров, по своему строению напоминающие как спокойные равнинные, так и бурные горные земные потоки. Пример марсианской высохшей реки с разветвленной сетью притоков показан на рисунке. В северном полушарии Марса, представляющем обширную равнину, по-видимому, существовал водный океан. К такому выводу приходят исследователи, сравнивая видимые структуры по краям равнины с расчетной береговой линией древнего океана. Наличие океана должно было отразиться на составе и плотности атмосферы. Очевидно, в прошлом климат Марса был более влажным и теплым, а атмосфера более плотной и насыщенной кислородом. Условия, вполне удобные для возникновения жизни.

В связи с этим – три главных вопроса:

– Действительно ли на Марсе существовала жизнь?
– Сохранилась ли она до сих пор в глубинах планеты?
– Какая катастрофа изменила климат и, возможно, уничтожила биосферу?

Ответы имеют отношение не только к истории Марса. Они, несомненно, важны для нас, чтобы ясно представлять, что в будущем может ожидать Землю.

Полярные шапки

Полярные районы исследовались особо тщательно, поскольку там могли сохраниться достаточно большие ледяные запасы воды. Там действительно много льда, но, увы, в основном – замерзшей углекислоты. Хотя не исключено, что водяной лед тоже есть, но надежные данные до сих пор не получены.

Полярные шапки Марса – это районы сплошного оледенения, сравнительно более обширные, чем земные. В северном, равнинном, полушарии Марса полярный ледник занимает треть меридиана, в южном, высокогорном, полушарии он спускается до половины меридиана. Марс, как легко догадаться, пребывает в перманентном состоянии великого оледенения (по земным меркам). Картографирование ледников сейчас в основном закончено. С помощью лазерного высотомера получены объемные изображения полярных шапок, показывающие внушительную картину ледников с трещинами, пропастями, снеговыми полями. Граница ледников подвижная: зимой она продвигается к средним широтам, летом отступает к полюсам. Весенне-летнее таяние ледников сопровождается потемнением прилегающей марсианской поверхности. Раньше этот факт принимали за доказательство существования растительности на Марсе, которая оживает весной, напитанная потоками талой воды. Была введена специальная дисциплина – астроботаника (в нашей стране ее развивал академик Г.А.Тихов), которая занималась исследованием земной высокогорной флоры и сравнением ее с наблюдаемым весенним потемнением марсианской поверхности. Позднее было доказано, что потемнение связано не с весенним пробуждением растительности, а с переносом пыли ветрами, дующими по меридиану.

И все же остается некоторая надежда, что в граничащих с ледниками областях, где все-таки должны быть запасы воды, могут сохраняться некоторые формы жизни, возможно, глубоко под грунтом. Поэтому намечается посадка очередных космических аппаратов в этих районах со специальными устройствами – кротами (пенетрейторами), которые будут углубляться на 3–4 м в грунт, беря его пробы. Найти какие-либо биообъекты во влажных приполярных местах, конечно, более вероятно, чем в марсианских пустынях. Крайне жаль, что запуск «Марса-96» окончился неудачей – именно он нес на борту первых «кротов», которые должны были начать работу уже несколько лет назад.

Посланец Красной планеты

Не только мы шлем аппарат за аппаратом к Марсу. Оказывается, есть встречное движение – от Марса на Землю, правда, гораздо более редкое. Время от времени в земную атмосферу вторгаются метеориты, и некоторые из них несут послания с Красной планеты. То, что они прибыли именно оттуда, определяется по анализу оставшихся внутри минералов газов, которые имеют характерный марсианский состав (химический и изотопный). После удачных исследований Марса аппаратами, выведенными на его орбиту и совершившими посадку на поверхность, точно, до мелочей, известен состав марсианской атмосферы. Так что ошибки быть не может. Таких марсианских посланцев сейчас известно более десяти.

Как они попали на Землю? Очень просто. Какой-то шальной астероид врезается в марсианский грунт (благо атмосфера разреженная и не может защитить) и выбивает с поверхности камень. Если камень приобретет во время удара достаточную скорость (больше второй космической), он уйдет из зоны притяжения планеты и станет космическим странником Солнечной системы. Проблуждав миллионы лет, он может столкнуться с Землей, упасть на поверхность и попасть в руки охотников за метеоритами.

Так и случилось с марсианским камнем под номером ALH 84001 (массой 2 кг), который подобрали в 1984 г. в Антарктиде. Анализ показал, что он покинул родной Марс 16 млн лет назад, долго блуждал в космосе, пока не упал на Землю, где пролежал 13 тыс. лет. Еще 10 лет он провел на полке в коллекции других небесных камней, прежде чем им занялись серьезно.

А интерес к нему проявили специалисты по палеобиологии – новой науке, которой от силы десяток лет и которая занимается исследованием остатков древних микроорганизмов в минералах. Несмотря на юный возраст, наука о древних обитателях Земли разработала надежные методы анализа и обнаружила их следы в старых породах по остаткам органических соединений – продуктов жизнедеятельности. Эту методику применили к марсианскому экспонату. Срезы камня были просмотрены в электронный микроскоп. К удивлению ученых, в нем были обнаружены схожие с земными следы древних микроорганизмов: такие же углеводородные глобулы и карбонатные шарики, как в земных образцах, только размером поменьше. Возможность засорения на Земле была исключена, т.к. число органических останков увеличивалось с удалением от поверхности метеорита, а не наоборот, как должно бы было быть, если микроорганизмы проникали извне.

Если поверить сообщению, на Марсе миллионы лет назад существовала жизнь в самых зачаточных формах. Это было бы очень важным открытием. Что стало с марсианской жизнью? Прошла ли она эволюционный путь, как на Земле, или оборвалась на каком-то этапе? Появились дополнительные причины продолжить поиски живых форм в современном Марсе.

Дискуссия о метеорите ALH 84001 не утихает до сих пор, хотя и появились некоторые возражения. Несомненно, все, что найдено внутри камня, произведено на Марсе, а не на Земле. Но являются ли эти образцы продуктом жизнедеятельности? Не возникли ли они в результате резкого нагрева камня при ударе астероида? Четкого ответа пока не получено.

Совсем недавно другая группа ученых из NASA обнаружила в метеорите микрокристаллы, вырабатываемые живыми организмами, что подтвердило вывод о жизни на Марсе в давние времена. Но и этот аргумент не является бесспорным.

Ясно одно: надо продолжать исследования, но не с занесенными случайно образцами, а со строго контролируемыми, взятыми в настоящее время на Марсе и доставленными на Землю. Легко сказать, но такая операция требует колоссальных усилий создателей космических аппаратов. Ее планируют не раньше, чем через 10 лет. Намного проще было бы привезти образцы пород со спутников Марса – Фобоса и Деймоса.

В 1988 г. космические аппараты «Фобос-1» и «Фобос-2» были направлены для детального обследования спутников Марса. «Фобос-2» настолько сблизился со своим марсианским тезкой, что стал его спутником, – уникальный случай в истории космонавтики. Исследования должны были завершиться посадкой на поверхность Фобоса специальной аппаратуры для проведения анализа его пород, которые, как считают, самые древние на Марсе. Они могли бы многое поведать о ранней истории Красной планеты (а возможно, и нашей Земли), о гипотетических семенах жизни, блуждающих в космическом пространстве и заносимых на планеты, о том, могла ли зародиться жизнь на Марсе. Но… С «Фобосом-2» была потеряна связь, и самая интересная часть его программы осталась невыполненной.

Фобос и Деймос

Марс полон загадок. Чрезвычайно загадочны и его спутники. Необычно то, что их два, и они расположены на близких, очень низких орбитах, что затрудняет наблюдение за ними и задержало их открытие. Оба были открыты одновременно в 1877 г. американским астрономом Холлом как две слабые звездочки, вращающиеся вокруг Марса. Не знаю, что поразило автора, быть может, их быстрое движение наперегонки друг за другом. Он назвал парочку Страхом и Ужасом – именно так переводятся с греческого их имена.

Следующая загадка еще более поразительна. За 150 лет до своего открытия Фобос и Деймос были известны Джонатану Свифту, который так описал их в третьем путешествии Гулливера, в страну Лапуту: « Кроме того, они (лапутские астрономы) открыли две маленькие звезды, или два спутника, обращающиеся около Марса. Ближайший удален от центра этой планеты на расстояние, равное трем его диаметрам, второй находится от нее на расстоянии пяти таких же диаметров». Это просто фантастика! Орбиты указаны достаточно точно (с ошибкой всего лишь 30–40%), и спутников действительно два. И они на самом деле выглядят как маленькие, т.е. очень слабые, звездочки! Жаль, что лапутяне заодно не поведали Гулливеру, есть ли жизнь на Марсе, и если есть, то в какой форме. Нам бы сейчас это очень помогло.

Близкое расположение Фобоса к планете вызывает его слабое, но все же заметное торможение в остаточной марсианской атмосфере. Это дало основание И.С.Шкловскому выдвинуть гипотезу об искусственном происхождении спутников Марса (подробнее см. его замечательную книгу «Вселенная, жизнь, разум»). Согласно автору, спутники имеют очень малый удельный вес, и следовательно, большую поверхность, что вызывает торможение атмосферой (даже такой разреженной, как марсианская) ближайшего из них. А малый удельный вес спутников, объясняет он, просто потому, что они полые внутри, т.е. искусственные. Это космические станции, созданные высокоразвитой марсианской цивилизацией с целью освоения космоса (может быть, промежуточные пункты для их ракетных кораблей). Какой размах творческой научной фантазии!

Действительность, однако, опровергла заманчивую идею Шкловского. Фобос и Деймос, сфотографированные космическими аппаратами, оказались естественными телами, усеянными кратерами, без единого признака их искусственного изготовления, а измеренное торможение Фобоса – попросту ошибочным. Увы, не было развитой цивилизации на Марсе, которая могла сотворить космическое чудо – гигантские искусственные спутники, пережившие саму цивилизацию.

Марсианские планы

И все же Марс остается объектом «номер один» для поисков внеземных очагов жизни. Только поиски приходится проводить все более тонкими, изощренными методами, требующими материальных затрат, времени и выдумки.

Сейчас к Марсу движется японский КА «Hodzomi» («Надежда»), который будет выведен на околомарсовую эллиптическую орбиту апогеем 150 км. С такого близкого расстояния он (мы ведь знаем прекрасную японскую фототехнику!) получит такие снимки поверхности планеты, на которых можно будет разглядеть то, что раньше оставалось незамеченным.

США готовит серию аппаратов «Rover» («Скиталец»), улучшенную версию КА «Pathfinder», которые, начиная с 2003 г., приступят к исследованию Красной планеты.

В нашей стране готовится космическая миссия «Фобос-Грунт» – повторная после «Фобоса-2» попытка посадки космического аппарата на поверхность марсианского спутника, исследования его пород и – о чем раньше нельзя было и мечтать – доставки на Землю добытых образцов. Ориентировочное время проведения всей операции – 2005–2008 гг.

Будут и другие плановые полеты к Марсу по программам NASA и ЕSA с выводом орбитальных станций, посадкой спускаемых аппаратов в разных районах планеты (у края полярных шапок, в руслах высохших рек), с марсоходами и «кротами». Все это, конечно, принесет немало ценной информации. Если жизнь на Марсе в какой-либо форме существует или существовала в прошлом, ее следы будут найдены. Но наибольший интерес, несомненно, привлекает готовящаяся NASA пилотируемая экспедиция на Марс, намеченная на 2020 г. В рамках подготовки к этой экспедиции, в которой примут участие и российские космонавты, на станции «Мир» были проведены медико-биологические исследования по длительному пребыванию человека в условиях космического полета и невесомости.

Экспедиция на Марс многоплановая. Ее цель – не только изучение этой загадочной планеты, но и проверка, может ли она стать спасительным убежищем для землян в случае катастрофической угрозы, например от приближающегося астероида. Надо заранее готовиться к опасности, которая, хоть и редко, но не раз в прошлом обрушивалась на Землю. Последний раз – 65 млн лет назад, когда погибла бо1льшая часть тогдашней флоры и фауны.

Примут активное участие в марсианской программе наши самые крупные телескопы, зоркость которых позволяет вести наблюдение издалека. Космический телескоп им. Хаббла (НSТ) уже привлекался и проследил однажды гигантскую бурю в полярном районе Марса. Вступившие в настоящее время в строй на разных обсерваториях мира новые крупные телескопы (диаметром зеркала 8–10 м) превосходят HST как по способности различать мельчайшие детали, так и по возможности проводить наблюдения в любое заданное время. «Смена поколений» продолжается – создаются телескопы диаметром 10–15 м. На них, и особенно на новый, разрабатываемый NASA гигантский космический телескоп NGST возлагаются большие надежды.