Тайна Красной планеты: зачем землянам Марс
Российское и Европейское космические агентства планируют 3 февраля продолжить многомесячную операцию по корректировке орбиты искусственного спутника Марса TGO, запущенного в рамках совместной, российско-европейской программы «ЭкзоМарс». К марту 2017 года TGO должен выйти на свою целевую орбиту, сократив период обращения вокруг Красной планеты с четырех земных дней до двух часов.
TGO и посадочный модуль Schiaparelli были запущены в космос в марте прошлого года с космодрома Байконур. Этот пуск стал первым этапом в реализации масштабной российско-европейской программы по изучению Красной планеты. Россия, присоединившаяся к «ЭкзоМарсу» в 2013 году, предоставила для запуска ракету-носитель «Протон-М» и часть научного оборудования, находящегося сейчас на спутнике.
Реализация второй части, предполагающей отправку на планету марсохода, и получившей название «Миссия-2020», запланирована на 2020 год.
Что ищут на Марсе
Название орбитального спутника TGO расшифровывается как Trace Gas Orbiter, то есть аппарат для отслеживания газов. Одной из главных задач программы «ЭкзоМарс» является именно поиск и всестороннее изучение метана и любых других газов, содержащихся в атмосфере планеты. Установленные на TGO детекторы смогут улавливать их с высоты 400 км с большей точностью, чем все предшествующие аналоги.
Если спутнику удастся установить на поверхности планеты потенциальные источники выделения метана, позднее к ним могут быть направлены специальные станции для более подробных исследований.
Что это означает
Наличие в атмосфере планеты метана выявили исследования прошлых лет. Однако из-за чрезвычайно низкой его концентрации (менее 1%) ученым не удалось прийти к однозначному мнению о природе его происхождения. Тем не менее присутствие метана даже в незначительных объемах говорит о том, что его источник до сих пор существует на планете, а главным источником метана на Земле являются живые организмы.
Соответственно, если исследователям миссии «ЭкзоМарс» удастся подтвердить наличие метана и обнаружить причины его появления на Красной планете, это может означать, что на Марсе обнаружили жизнь.
Предыдущие попытки исследования Красной планеты
Повышенный интерес у жителей Земли Марс вызывал еще с конца XIX века. Тогда на английский язык был переведен труд итальянского исследователя Джованни Скиаппарелли. В документе, в частности, упоминалась покрывавшая планету сеть каналов, которым научное сообщество приписало рукотворное происхождение. Позднее выяснилось, что «жизнь на Марсе» возникла из-за ошибки перевода — использованное в оригинале слово canali, обозначавшее русла, протоки, в том числе природного происхождения, было заменено на английское canals, говорившее об их рукотворном происхождении.
Но остановить «марсианскую» лихорадку было уже невозможно: писатель Герберт Уэллс написал роман «Война миров», а в 1924 году правительство США объявило в стране «день тишины», для того чтобы поймать сигналы от внеземной цивилизации. Несмотря на то что ответа от марсиан так и не поступило, человечество не отступилось от идеи наладить контакт с возможными обитателями Красной планеты. Первым попытку запустить к ней космический аппарат сделал Советский Союз в 1960 году — тогда пуск оказался неудачным, однако в дальнейшем, вплоть до начала 2000-х, попытки добраться до Марса делались СССР и США почти ежегодно (в 1960 году СССР совершил сразу два пуска в течение одного месяца, а в 1962-м — три пуска за год, два из которых пришлись на ноябрь).
В 1965 году американскому аппарату Mariner-4 удалось сделать первые 22 снимка поверхности планеты, на которой исследователи не увидели ни каналов, ни марсиан.
Что мы знаем о Марсе сегодня
Всего к Марсу было запущено 45 аппаратов (часть из этих пусков были неудачными). Сейчас на самой планете находятся марсоходы Opportunity и Сuriosity, запущенные США в 2004 и 2012 годах соответственно. А на орбите Марса работают несколько автоматических межпланетных станций: американские Mars Odyssey, Mars Recoinnaissance Orbiter и спутник MAVEN, запущенные в 2001, 2006 и 2014 годах соответственно, европейские Mars Express и Trace Gas Orbiter, запущенные в 2003 и 2016 годах, а также индийский Mangalayaan, попавший на орбиту в 2014 году. На то, чтобы достичь марсианской орбиты, у запущенного с земли аппарата уходит от семи до девяти месяцев.
Еще к 1970-м годам было сделано около 200 снимков планеты. Кроме того, специальные аппараты измерили температуру поверхности и атмосферы и изучили их состав. В результате было установлено, что атмосфера на Марсе тоньше, чем на земле, углекислого газа в ней содержится больше, а магнитное поле очень слабое. Однако и пресловутые русла «каналов» на Марсе в конце концов были обнаружены — это позволило ученым предположить, что ранее на Красной планете были вода и более плотная атмосфера, но позднее по неизвестным причинам магнитное поле исчезло, атмосфера истончилась, а вода превратилась в лед или ушла под поверхность.
Сейчас ученые в первую очередь сосредоточены на изучении состава атмосферы планеты, поисках следов воды и свидетельств возможного существования на ней живых организмов, однако параллельно проводятся и другие исследования. Так, специалисты NASA в лаборатории пересадили в специально созданную «марсианскую» почву семена растений. В результате выяснилось, что на Марсе можно выращивать томаты, редис, рожь и горох.
Загадки и опасности Красной планеты
Новые исследования породили и новые загадки. Так, в феврале 2016 года американский аппарат Mars Recoinnaissance Orbiter сделал снимки планеты, на которых ученые обнаружили дюны, форма и расположение которых напоминали систему азбуки Морзе — длинные дюны в форме тире чередовались с небольшими, напоминающими точки. Наиболее реалистичным (и прозаичным) объяснением этого явления сочли ветра, дующие в этом районе планеты одновременно с двух направлений.
Еще раньше, в 2015 году, марсоход Curiosity взял на планете пробы грунта, в которых ученые обнаружили необычно большое количество редчайшего минерала тридимит, который образуется в магматических породах под воздействием высокой температуры и на Земле встречается крайне редко — преимущественно в трещинах изверженных пород в Венгрии и Мексике. Что именно привело к образованию тридимита в таких количествах на Марсе, пока непонятно.
Наконец, по-прежнему ведутся споры о северном океане, который, возможно, ранее существовал на планете. Сторонники этой теории считают, что океан мог занимать до 19% всей поверхности планеты, а размытость береговых линий, которые до сих пор можно увидеть на снимках, объясняют гигантскими цунами, бушевавшими в марсианском океане.
Кроме того, первых исследователей Марса будут подстерегать канцерогенные пыльные бури, летальные дозы солнечной радиации, которые пропускает слабое магнитное поле планеты, и почва, переполненная ядовитыми эфирами хлорной кислоты.
Как будет работать миссия
Первая часть программы стартовала 14 марта 2016 года — тогда с помощью отечественной ракеты-носителя «Протон-М» с космодрома были запущены спутник Trace Gas Orbiter и десантный посадочный модуль Schiaparelli, названный так в честь знаменитого итальянского исследователя.
На борту TGO находятся российский спектрометрический комплекс, в задачи которого как раз и входят поиск метана в атмосфере планеты и отслеживание его распространения, российский нейтронный детектор, с помощью которого можно будет отследить нейтронные потоки с поверхности Марса и узнать о наличии около поверхности планеты водорода, а также измерить радиацию, европейский спектрометрический комплекс, который будет выполнять те же функции, что и российский, но в другом диапазоне, и европейская стереокамера для высокодетальной съемки поверхности планеты.
После запуска TGO благополучно вышел на орбиту: первые данные были получены с него еще в конце ноября, а активную работу аппарат должен начать в середине года. Все полученные им данные будут одновременно поступать российским и европейским ученым.
Посадочный модуль Schiaparelli должен был выполнить демонстрационную посадку, однако процедура пошла нештатно и связь с модулем была потеряна. Вскоре после этого российские эксперты рассказали ТАСС, что аппарат, вероятнее всего, разбился при посадке, выполнив, однако, часть своих задач. И эксперты, и представители Европейского космического агентства тем не менее сошлись на том, что неудача Schiapparelli не повлияет на реализацию второй части программы — так называемую Миссию-2020.
В рамках следующего этапа в 2020 году на Марс должна отправиться российская посадочная платформа и марсоход Европейского космического агентства, которые займутся изучением поверхности и атмосферы планеты в районе посадки, а также поиском следов, подтверждающих наличие жизни на Красной планете.
