Планета, посвященная богу войны
Еще в далекой древности люди обратили внимание на ярко-оранжевую звезду, которая время от времени появляется на ночном небе. Древние египтяне и жители Вавилона называли ее просто Красной звездой. Пифагор предложил именовать ее Пирей, что значит «пламенный».
Древние греки посвящали планеты богам. Поднимая свои глаза к звездному небу и указывая, например, на Венеру, они говорили: «Эта звезда подобна богине любви и красоты — Афродите». Красную планету греки посвятили Аресу, богу войны. В римской мифологии Аресу соответствовал Марс. Так планета обрела свое нынешнее имя. Впрочем, на Руси вплоть до ХVIII века использовали греческие названия планет и Марс именовали Аррисом или Ареем.
В 1609 году человек впервые посмотрел на звездное небо в телескоп, который открыл ему необъятное поле для наблюдения звезд, планет и просторов Вселенной. Появилась уникальная возможность, исследуя планеты Солнечной системы, ответить на вопрос, как они были созданы, каким эволюционным законам подчинена их жизнь, что ожидает нашу солнечную семью в будущем. Задача ученых Земли — создать научную теорию образования и эволюции тел Солнечной системы. Особо важной для нас является теория рождения и эволюции Земли — нашего небесного дома. Очень интересует астрономов Земли и Марс. Сегодня они пытаются объяснить и подтвердить наличие на его поверхности воды и жизни. Уже перестал быть загадкой и красноватый цвет Марса. Он объясняется тем, что грунт этой планеты содержит много глин, богатых железом.
Марс — четвертая, следующая за Землей, планета от Солнца. Вместе с Венерой это самая близкая к Земле планета, наш космический сосед. Более того, Марс — это единственный, кроме Луны, космический мир, которого можно достичь при помощи современных ракет. Для астронавтов это путешествие длиной в четыре года могло бы стать следующим рубежом в исследовании космического пространства — рубежом, который будет преодолен в XXI веке.
Человек увидел поверхность Марса
Благодаря космическим экспедициям на Марс мы сегодня имеем подробную карту его поверхности и точные астрономические данные о нем.
В 1965 году американский космический зонд «Маринер-4» сделал 21 снимок — первые четкие снимки планеты крупным планом. На них человек увидел безжизненный мир, испещренный кратерами. В 1971–1972 гг. «Маринер-9» передал человеку 7329 фотографий Марса, зафиксировав на фотопленке всю поверхность планеты. Всего к Марсу было послано 25 космических кораблей. Не все из них успешно выполнили свою миссию.
Но несмотря на трудности полеты «Викингов» в 1970-х годах открыли Красную планету людям Земли. 20 июля 1976 г. «Викинг-1» совершает посадку на Марс, вслед за ним 3 сентября на Марс садится «Викинг-2». Посадочные комплексы исследуют почву в местах приземления, пока не находя никаких признаков жизни, составляют подробные карты планеты, посылают на Землю первые фотографии с марсианской поверхности. Почти все, что мы сегодня знаем о Марсе, получено во время этих исследований, продолжавшихся более четырех лет.
Астрономия Марса
По основным физическим характеристикам Марс относится к планетам земной группы. Он удален от Солнца в среднем на 228 млн км (1,5237 а.е.). Интересно, что из всей солнечной семьи именно Марс более всего похож на Землю. Его климатические условия допускают существование на его поверхности воды в жидком состоянии; подтверждение тому — обнаруженные Исследовательским центром NASA им. Эймса осадочные породы в кратерах планеты: они возникли в тех впадинах, в которых когда-то могла собираться вода.
Марс почти вдвое меньше Земли по диаметру (6670 км) и в 10 раз легче. Сила тяжести на его поверхности — 0,4 от земной. Этого достаточно для того, чтобы удерживать тонкий слой атмосферы. Атмосфера Марса гораздо более разрежена, чем земная. Она прозрачна, поэтому с помощью телескопов можно увидеть поверхность планеты. Даже в глубоких впадинах Марса, где давление атмосферы наибольшее, оно приблизительно в 100 раз меньше, чем у поверхности Земли, а на уровне марсианских горных вершин — в 500–1000 раз меньше. Марсианское небо в ясную погоду имеет розоватый цвет, что объясняется рассеянием солнечного света на пылинках и подсветкой дымки оранжевой поверхностью планеты. Несмотря на то что слой атмосферы тонок, летом теплые марсианские ветры легко поднимают сильнейшие пыльные бури по всей планете. Розоватое зарево в небе Марса — настоящее, оно создается несущимися в атмосфере пыльными вихрями. При отсутствии облаков газовая оболочка Марса значительно прозрачнее, чем земная, в том числе и для ультрафиолетовых лучей, опасных для живых организмов.
Времена года
Наклон марсианского экватора к плоскости своей орбиты — 22° (у Земли — 23,5°). Это приводит к смене времен года, только тянутся они почти в два раза дольше, чем у нас. Как и на Земле, Марс имеет свои моменты равноденствий и солнцестояний. Марсианский год длится 686,9 дней, солнечные сутки — 24 часа 39 минут 35 секунд.
В зимний период астрономы наблюдают ледяные шапки, образующиеся в северном и южном полушариях. Сезонные явления, открытые Уильямом Гершелем, весьма регулярны и даже предсказуемы. В течение марсианского года ледяные шапки на полюсах то растут, то уменьшаются. Когда в северном полушарии Марса наступает лето, северная полярная шапка быстро уменьшается, но в это время растет другая — возле южного полюса, где наступает зима. Дело в том, что в южном полушарии зимой холоднее, но зато летом теплее, чем в северном. С приходом весны полярная шапка уменьшается и к концу марсианского июля исчезает на южном полюсе, северная же шапка не исчезает никогда. Такая картина повторяется из года в год; это указывает на то, что эти белые области состоят из обычного водяного снега, который тает с повышением температуры. В конце XIX – XX вв. считали, что полярные шапки Марса — это ледники и снега. Температура на большей части поверхности Марса -23°С, на экваторе она поднимается до 0°С и выше, на полюсах же, особенно зимой, Марс становится настолько холодным (-150°С), что углекислый газ, находящийся в атмосфере, замерзает до твердого состояния, образуя так называемый сухой лед. Марс действительно весьма холодный по сравнению с Землей мир.
Великие противостояния
Исследовать Марс удобнее всего тогда, когда Земля оказывается точно между ним и Солнцем. Такие моменты астрономы называют противостояниями; они повторяются каждые 26 месяцев. Орбита Марса сильно вытянута, поэтому расстояние от Марса до Земли заметно меняется. В моментах противостояний оно может составлять 100 млн км, а при наиболее благоприятных условиях сокращается до 56 млн км. Такие «близкие» противостояния называются «великими» и повторяются через 15–17 лет. Последнее великое противостояние произошло в 1988 году, а ближайшее ожидается 1 августа 2003 года.
Кстати, совсем недавно, 13 июня 2001 года, перед днем летнего солнцестояния на Земле, произошло очередное противостояние Марса, практически совпав с осенним равноденствием на Марсе. Интересно, что именно 21 июня Марс будет находиться ближе всего к Земле: планеты будет разделять всего 0,45 а.е. (67,32 млн км).
Сейчас Марс едва можно увидеть на звездном небе: он выглядит как немерцающая точка красного цвета и находится настолько глубоко в южном полушарии небесной сферы, что даже в средних широтах России будет едва появляться над горизонтом — становясь от этого, кстати, еще более красным! 21 июня размер видимый планеты будет наибольшим. Мы сможем наблюдать его только вблизи полуночи и достаточно долгое время будем видеть одни и те же области на поверхности планеты. Пора осеннего равноденствия на Марсе позволит нам увидеть, что в южном полушарии, где заканчивается зима, полярная шапка будет больше, чем в северном.
Самая высокая гора в Солнечной системе
Кроме полярных шапок на Марсе отмечаются такие образования, как вулканы, горы и пустыни, величественные рифтовые долины и холмы, котловины, каньоны и равнины. Средние высоты материковой части составляют 3–4 км. Наблюдая Марс в телескопы более трех столетий, астрономы замечали темные и светлые детали поверхности и давали им имена. Названия, предложенные Дж. Скиапарелли (Италия) после наблюдений великого противостояния Марса в 1877–1878 гг., используются и на современных картах, наряду с новыми названиями, которые были присвоены формам марсианского рельефа, выявленным по космическим снимкам. Скиапарелли использовал географические названия древности и имена из древней мифологии. Поэтому на марсианских картах можно увидеть такие названия: Эллада (Греция), Авзония (Италия), Фарсида (Иран) или, например, Земля Ноя, Земля Сирен и другие. Эту систему наименований, дополняя ее, использовали и другие астрономы.
На экваторе Марс пережил довольно бурную геологическую эпоху, которая закончилась, предположительно, около миллиарда лет назад. Тогда из недр Марса были буквально выдвинуты на его поверхность грандиозные возвышенности. Самая крупная возвышенность — Горы Фарсида — достигает в поперечнике около 6000 км и имеет высоту до 10 км. Над ней высятся четыре потухших вулкана, высочайшие не только на Марсе, но и во всей Солнечной системе. Самый высокий из них — Гора Олимп — находится на северо-западной окраине Фарсиды. В основании поперечник этого вулкана составляет 600 км, а высота его — 27 км. Удивительно, что три других вулкана — Гора Аскрийская, Гора Павлина и Гора Арсия — находятся на одной линии и служат как бы основанием почти равнобедренного треугольника, вершину которого образует Гора Олимп.
На Марсе обнаружено также и самое глубокое из известных в Солнечной системе углубление — чудовищная впадина под названием Эллада. Девятикилометровый земной Эверест мог бы, не пригибаясь, уместиться в ее чреве. Диаметр этого провала составляет около 2,5 км. Специалисты NASA подсчитали, что выброшенной из Эллады породы хватило бы, чтобы покрыть всю территорию США покрывалом трехкилометровой толщины.
Глядя на фото Марса, можно увидеть уникальную систему каньонов на экваторе планеты. Это долина Маринера, которая начинается у вершины Гор Фарсида и тянется на четыре тысячи километров к востоку. В центральной части она достигает в ширину 200 км, а в глубину 5 км. Многие формы марсианского ландшафта остаются необъясненными и могут потребовать многих лет для изучения.
Вода на Марсе?! Реки и озера!
Недавно обнаруженные на Марсе редкие овраги могут указывать на наличие на поверхности планеты жидкой воды, что дает надежду на существование марсианской жизни. За последний год в астрономических новостях опубликовано более чем 20 000 изображений поверхности Красной планеты, полученных автоматической межпланетной станцией Mars Global Surveyor (MGS), работающей на марсианской орбите на высоте 400 км от поверхности.
В начале 2001 года MGS завершила выполнение своей главной задачи: в течение одного марсианского года она передала на Землю детальный обзор всей поверхности Марса. И сейчас приступила к подробному изучению особенно интересных областей. Снимки современной поверхности указывают на то, что на Марсе были эпохи, когда вода играла особо значимую роль на планете. Разветвленные долины, напоминающие русла высохших рек, слоистые образования в долине Маринера, песчаные дюны кратера Проктор — наиболее яркие тому примеры. Открытые водоемы не могут существовать на Марсе — там слишком низкая температура и слишком тонкая атмосфера, чтобы содержать жидкую воду; однако вода все же присутствует.
Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами — реками, озерами, может быть, морями — и с более плотной атмосферой (на что указывает изотопный состав последней) обсуждается уже более двух десятилетий. Однако многие вопросы еще ждут ответа. Каковы запасы воды? Как они распределяются между разными резервуарами, широтными зонами, геологическими провинциями? Как менялось это распределение со временем? Действительно ли существовала (и если да, то когда) эпоха теплого и влажного климата?
Экологическая катастрофа?
В сущности, речь идет о том, что на Марсе когда-то произошла глобальная экологическая катастрофа. Учитывая те изменения в климате Земли, которые происходят на наших глазах вследствие вмешательства индустриальной цивилизации и которые явно несут Земле угрозу глобальной экологической катастрофы, чрезвычайно важно понять, как и почему это случилось с Марсом. Здесь невозможно ничего сделать при помощи какого-то однократного космического эксперимента. Только серия многочисленных экспедиций разного типа (посадочные аппараты — стационарные и подвижные, спутники, миссии с доставкой вещества и, наконец, крупномасштабные экспедиции с участием человека) позволит накопить сведения, необходимые для воссоздания климатической истории Марса. Это долгий и трудный путь, требующий объединения усилий специалистов из разных стран.
«Страх» и «Ужас»
С Марсом всегда было связано множество загадок, и одна из них заключена в фразе из романа Джонатана Свифта о приключениях Гулливера. За полтораста лет до открытия спутников Марса английскому писателю удалось предугадать их существование! А обнаружил две марсианские луны в 1877 году Асаф Холл, давший им греческие имена Фобос и Деймос, которые переводятся как «Страх» и «Ужас» — вечные спутники войны. Спутники Марса известны своей близостью к планете и весьма быстрым движением. В течении марсианских суток Фобос дважды восходит и дважды заходит. Деймос перемещается по небосводу медленнее: с момента его восхода над горизонтом до захода проходит более двух с половиной суток. Оба спутника Марса движутся почти точно в плоскости его экватора. С помощью космических аппаратов установлено, что Фобос и Деймос имеют неправильную форму и в своем орбитальном движении повернуты к планете всегда одной и той же стороной. Оба они похожи на продолговатые картофелины. Размеры Фобоса составляют около 27 км, а Деймоса — около 15 км.
Некоторые исследователи считают, что спутники Марса попали к нему «не по своей воле», а были захвачены из пояса астероидов. Как видно, бог войны суров со своими приближенными.
Поиски жизни на Марсе: метеориты отвечают на вопрос
В последнее время пристальное внимание ученых привлекли марсианские метеориты, найденные в разных точках нашей планеты. В 1996 г. было опубликовано сенсационное сообщение о находке в одном из метеоритов возможных свидетельств биологической активности в далеком прошлом. Кристаллы минерального магнетита в знаменитом марсианском метеорите ALH84001, обнаруженном в Антарктиде, являются подтверждением того, что на этой планете когда-то существовали микроскопические формы жизни, существовала примитивная жизнь.
В небесном камне были найдены кристаллы магнитного железняка, объединенные в длинные цепочки. Такие образования могли появиться только вследствие жизнедеятельности когда-то существовавших организмов, утверждают представители NASA. Если бы магнитные кристаллы имели неорганическое происхождение, они бы не смогли выстроиться в цепочки, а слепились бы вместе под воздействием магнитного притяжения. ALH84001 является одним из нескольких десятков метеоритов, в отношении которых установлено, что когда-то они находились на поверхности Марса, а потом были «выбиты» с нее и после долгого космического путешествия достигли Земли. В настоящее время не известно ни одного неорганического химического способа создания кристаллов магнетита с такой уникальной морфологией. Возраст метеорита ALH84001 оценивается в 3,9 млн лет.
Но не могли ли эти бактерии иметь земное происхождение? Учеными был дан отрицательный ответ, поскольку по мере проникновения вглубь метеорита их число возрастало. При загрязнении земными бактериями все обстояло бы как раз наоборот. Лишь после того, как были систематизированы все эти факты, астрономы решились выступить в печати. Статья об этом открытии вышла 16 августа 1996 года на страницах престижного американского журнала «Science». Работы по изучению метеоритов продолжаются.
Тем не менее, вопрос, есть ли жизнь на Марсе, остается нерешенным. Возможно, более убедительные свидетельства будут получены позднее, когда на Землю будет доставлен образец марсианского грунта (старт планируется в 2005 г., прибытие капсулы с образцом в 2008 г.). Но скорее всего, решение проблемы будет отложено до полета человека на Марс, когда можно будет сознательно провести отбор вещества из осадочных слоев с детальным описанием места отбора.
Обнаружение марсианской биосферы, современной или вымершей, будет одним из величайших открытий в истории науки.
«Марсианская одиссея» началась!
7 апреля 2001 года со стартовой площадки станции ВВС США «Мыс Канаверал» был осуществлен пуск ракеты-носителя «Delta-2», которая вывела в космос автоматическую межпланетную станцию «2001 Mars Odyssey».
Аппарат стоимостью 297 млн долларов весит 725 кг. Основной задачей станции, которая достигнет Марса 24 октября нынешнего года, является поиск воды на Красной планете, изучение минерального состава грунта, а также измерение уровней радиации. Ученые надеются получить данные, которые позволят прояснить вопрос о возможности существования жизни на Марсе.
Среди приборов, установленных на аппарате, — изготовленный в России детектор нейтронов высоких энергий. На поверхности Марса станция должна проработать 2,5 года.
В настоящее время «Mars Odyssey» находится на удалении 5,8 млн км от Земли и движется со скоростью 39 км/с относительно Солнца.
Человек на Марсе
Не исключено, что первый человек ступит на Марс в 2015 году. Все развитие космонавтики подготовило возможность для подобной экспедиции. Так, на российской орбитальной станции «Мир» проведены десятки стыковок, опробованы системы жизнеобеспечения, разработаны технологии замкнутого цикла производства воды и кислорода, а медицинские средства позволяют человеку находиться в невесомости до двух лет. По мнению экспертов, до 2005 года следует послать к Красной планете несколько автоматических исследовательских станций, а в 2012 году реально провести «генеральную репетицию» первого пилотируемого полета, отправив к Марсу точную копию корабля, но без экипажа.
Вокруг исследований Марса сложилась широкая международная кооперация. Задумка дальнего прицела — пилотируемая экспедиция на Марс (2020). Россия уже внесла большой вклад в решение этой грандиозной задачи результатами уникальных медико-биологических исследований на станции «Мир».
Информационное агентство ИТАР-ТАСС недавно сообщило о начале работ в России над проектом первого полета человека на Марс. Вероятными сроками межпланетной экспедиции называется период с 2016 по 2020 год. Как заявил корреспонденту агентства директор Института медико-биологических проблем Анатолий Григорьев, «это будет следующий шаг в развитии мировой космонавтики после строящейся сейчас Международной космической станции». В организации марсианской миссии, вероятно, будут участвовать те же страны, которые сейчас заняты строительством МКС, — Россия, США, Канада, Япония, европейские страны. По словам Григорьева, проект находится в стадии «технической проработки».
Пилотируемая экспедиция на Красную планету 2016–2020 годов позволит человеку Земли наконец-то ответить на этот волнующий вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?»
По материалам:
— сайта NASA Astronomy Picture of the Day;
— космических новостей литературного
интернет-журнала «Русский переплет»;
— общественного сетевого журнала
«Марсианское время»;
— астрономических новостей ПРАО.