Планета Марс

<

Марс

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7% массы Земли. Названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой (давление у поверхности в 160 раз меньше земного). Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных.

У Марса есть два естественных спутника — Фобос и Деймос (в переводе с древнегреческого — «страх» и «ужас» — имена двух сыновей Ареса, сопровождавших его в бою), которые относительно малы (Фобос — 27×22×18 км, Деймос — 15×12,2×10,4 км)[6] и имеют неправильную форму.

Начиная с 1960 годов, непосредственным исследованием Марса с помощью АМС занимались СССР («Марс» и «Фобос»), США («Маринер», «Викинг», Mars Global Surveyor) и Европейское космическое агентство (программа «Марс-экспресс»).

Марс: гипотезы, факты и поиски жизни

Двадцатого июля 1976 года на поверхность планеты Марс в местности, названной Хризе, опустился посадочный отсек американской автоматической станции «Викинг-1».

Шестого сентября примерно в 1000 километрах к северу, на равнине Утопия сел «Викинг-2».

Обе станции передали черно-белые и цветные снимки марсианского ландшафта, сведения о составе грунта и атмосферы, провели некоторые эксперименты с целью установить, есть ли жизнь  на Марсе.

Одна из основных задач «Викингов» — поиски жизни на Марсе. Посадочный отсек несет компактную биологическую лабораторию с приборами для некоторых опытов и анализов.

Раздвижная механическая рука с совком, набрав грунт, засыпает его в дозатор, который распределяет пробы по трем отсекам биологической лаборатории.

На отсек приходится один-два кубических сантиметров грунта.

В первом отсеке, заполненном радиоактивной двуокисью углерода, проба подвергается освещению лучами лампы, имитирующей Солнце.

Если в грунте есть фотосинтезирующие организмы типа земных, они построят из радиоактивного углерода органические соединения.

Через некоторое время камера продувается инертным газом, а грунт нагревают до высокой температуры. Органические соединения при этом должны разложиться, превратившись в радиоактивный газ. Проба газа перекачивается к счетчику, измеряющему радиоактивность. Если двуокись углерода была усвоена живым организмом, то радиоактивность будет повышенной.

Во втором отсеке к пробе грунта добавляют жидкую питательную среду, которая пришлась бы по вкусу любому из земных микроорганизмов. В ней также присутствуют меченые соединения углерода. Через некоторое время благодаря дыханию микроорганизмов эти соединения должны появиться в воздухе отсека, где их отметит счетчик радиоактивности.

В третьем отсеке проба частично смачивается питательной жидкостью, а частично остается сухой. Атмосфера состоит из гелия, криптона и двуокиси углерода. Периодически отсасываемые из отсека пробы атмосферы анализируются автоматическим газовым хроматографом — масс-спектрографом.

Этот прибор сортирует молекулы, содержащиеся в анализируемом веществе, определяет их массу и количество. В воздухе третьего отсека он ищет кислород, водород, азот, метан и двуокись углерода — газы, которые могут выделяться гипотетическими почвенными организмами.

Предполагается, что приборы станции могут найти и остатки жизни, если она существовала в прошлом на Марсе. Одна проба почвы поступает в газовый хроматограф — масс-спектрограф без всякой предварительной обработки, без добавления питательных жидкостей. Прибор должен выявить в почве неживые органические соединения — результат жизнедеятельности вымерших организмов.

Предусмотрена и маловероятная возможность того, что вокруг приземлившейся станции будут бегать какие-то крупные животные. Сканирующие телекамеры осматривают окружающий пейзаж слишком медленно, они не успеют передать на Землю изображение движущегося объекта.

Но время от времени вращение камеры прерывается, и она «вглядывается» в узкую полоску, оказавшуюся непосредственно перед объективом. Если за это время в поле зрения что-то быстро промелькнет, сигнал об этом будет послан на Землю. Таких случаев пока не было.

Что обнаружили на Марсе

Что же сообщили «Викинги» за первые недели? Есть ли жизнь на Марсе?

В пробе почвы не найдено сложных органических соединений. При нагревании из почвы выделилось много воды и некоторое количество СО2.

Это любопытный результат. Многие ученые полагали, что на Марсе воды нет.

Правда, специалисты подчеркивают, что это сравнительно грубый анализ, он мог и не уловить органическую материю, если ее в грунте немного.

К тому же выделившаяся вода (очевидно, она входит в состав каких-то минералов, распадающихся при нагреве) своим присутствием может маскировать органические молекулы.

Опыт в первом отсеке после инкубации грунта в течение пяти марсианских дней дал газ с радиоактивностью 96 импульсов в минуту. Для сравнения: аналогичный опыт с безжизненным или почти безжизненным грунтом из Антарктиды дает 11-40 импульсов в минуту.

Во втором отсеке пробу увлажнили несколькими каплями питательной жидкости, и почти сейчас же радиоактивность атмосферы в камере начала расти. Через 4 дня ее рост прекратился. Еще через 3 дня в грунт добавили питательной жидкости, отчего радиоактивность сначала еще немного выросла, а затем упала на 30%, после чего снова стала очень медленно расти. Тут, к сожалению, истек заранее установленный срок опыта.

Эксперимент в третьем отсеке после первого увлажнения показал быстрый рост содержания кислорода и двуокиси углерода в воздухе. В следующие 7 дней изменений не было. После второго увлажнения кислород больше не выделялся, а СО2 выделилось меньше, чем в первый раз.

Через некоторое время повторили опыт во втором отсеке, но пробу грунта предварительно в течение 3 часов нагревали до 160 градусов. После добавления питательной жидкости за несколько минут выделилось некоторое количество радиоактивной двуокиси углерода, затем радиоактивность газа в отсеке резко упала.

Как сказал один из биологов группы «Викинг», подобные результаты, полученные на пробе земной почвы, ясно указывали бы на то, что в ней есть жизнь. Однако никто из исследователей не взял на себя смелость сделать такой вывод относительно марсианской почвы. На Марсе все может быть иначе.

Специалисты полагают, что результаты всех этих опытов могут объясняться химическими реакциями, идущими в пробах грунта под влиянием увлажнения, больших количеств СО2, освещения и нагревания. После стерилизации при 160° соединения, ответственные за эти реакции, могли разложиться, имитируя гибель марсианских микробов.

Другие указывают, что миниатюрная биолаборатория спроектирована, естественно, с учетом наших знаний о земной жизни и марсианские микроорганизмы могут реагировать на предложенные им условия совершенно иначе, чем ожидали биологи. Возможно, в экспериментальных камерах слишком тепло — при минус 80 градусах снаружи температура в камере не опускается ниже 5 градусов Цельсия. Может быть, марсианские организмы могут усваивать воду только в виде льда?

Планета Марс: интересные факты

••••••••••••

Биологические данные с Марса все еще не позволяют однозначно ответить на вопрос, есть ли жизнь на Марсе.

Один из биологов НАСА сказал в беседе с корреспондентом американского журнала, что миссия «Викинг», возможно, не даст ответа на этот вопрос.

«Скорее всего, —  сказал он, — после окончания эксперимента мы будем иметь на руках набор очень волнующих и провоцирующих на споры данных, но вряд ли сможем сделать из них категорические выводы».

••••••••••••

В первый день после посадки станция «Викинг-1» передала на Землю, кроме фотографий и сведений о составе атмосферы, первую метеосводку: вечером слабый восточный ветер, после полуночи сменившийся на юго-западный, с максимальной скоростью 6,7 метра в секунду, давление 7,70 мбар, температура минус 85,5° С ранним утром, днем значительно теплее — минус 30°С. Видимо, во второй половине дня температура еще повышается, но по программе метеостанция «Викинга» работает только утром.

••••••••••••

Атмосфера Марса примерно на 95 процентов состоит из двуокиси углерода, 2-3% занимает азот (элемент, по земным понятиям, необходимый для жизни), 1-2% — аргон, всего 0, 3% — кислород. Найдены в небольших количествах также окись углерода (угарный газ), криптон, ксенон, озон. Плотность марсианской атмосферы составляет всего 0,01 от плотности земной. Рассеянные в воздухе частицы красной пыли диаметром около 0, 1 микрометра придают марсианскому небу кирпичный оттенок.

••••••••••••

Если бы каким-то образом сконденсировать всю воду, содержащуюся в парообразном виде в атмосфере Марса, заставить ее выпасть дождем на поверхность планеты. Марс покрылся бы пленкой воды толщиной около 0, 1 миллиметра. Для сравнения: вода, содержащаяся в атмосфере Земли, покрыла бы планету слоем толщиной около 3 сантиметров.

••••••••••••

Анализ грунта, зачерпнутого механической рукой станции «Викинг-1», показал, что в нем содержится 15-30% кремния, 12-16% железа, 3-8% кальция, 2-7 % алюминия, менее 10% фосфора, менее 7% марганца и кобальта, менее 5% хрома и никеля, менее 3% ванадия, 0,5-2% титана, менее полпроцента меди, сотые доли процента молибдена, циркония, ниобия, цинка, галлия, мышьяка, стронция, брома и ряда других элементов. Эти цифры еще будут уточняться. Ни одна из известных земных горных пород не совпадает по составу с марсианским грунтом.

••••••••••••

Орбитальный блок «Викинга-2» измерил температуру поверхности ледяной полярной шапки планеты Марс. Она составляет в среднем минус 67,7 °C. Следовательно, это обычный водяной лед, а не «сухой лед», замерзшая углекислота, как предполагали некоторые астрономы. Полярная шапка из «сухого льда» должна была бы иметь температуру не выше минус 123 °C.

••••••••••••

По составу атмосферы и поверхностных горных пород можно предположить, что в прежние археологические эпохи атмосфера Марса могла содержать больше кислорода и иметь плотность в 0,1 от земной и даже более.

Куда в таком случае мог деваться кислород? Часть его связана в двуокиси углерода и окислах железа, часть «выдувается» из верхних слоев атмосферы космическими излучениями. Марс меньше Земли, его притяжение слабее, и быстрые частицы, ударяя в молекулы кислорода и азота, разгоняют их до скорости, достаточной для ухода в космос.

••••••••••••

Снимки планеты Марс, сделанные орбитальным отсеком «Викинга-1», показали, что вскоре после восхода Солнца из некоторых кратеров и расщелин поднимаются облака тумана. Они отсутствовали на снимке, сделанном через 50 минут после восхода, но ясно видны как яркие белые пятна на фотографии, сделанной еще через полчаса. Это первое визуальное доказательство существования на Марсе воды.

••••••••••••

Общая почти равномерная красная окраска поверхности Марса объясняется, видимо, присутствием лимонита: минерала, образующегося на Земле при реакции воды с двумя другими минералами: гематитом и гетитом. Лимонит представляет собой гидратированный окисел железа.

Выдвинуты две гипотезы о происхождении марсианского лимонита:

— по первой  — он остался от тех времен, когда планета имела плотную атмосферу, богатую парами воды;

— согласно второй, лимонит имеет современное происхождение — он возникает в результате реакций, идущих между марсианским воздухом и горными породами, содержащими железо, под действием сильного ультрафиолетового излучения Солнца.

Возможно, верны оба предположения и часть лимонита имеет древнее, а часть — современное происхождение. Красная пленка лимонита скрывает породы разного состава, происхождения и окраски. Видимо, вокруг «Викинга» можно найти не менее шести разных горных пород.

••••••••••••

Орбитальный отсек «Викинга-2» передал фотографию одной из двух лун Марса — Фобоса. Она сделана с расстояния 877 километров. На снимке видны детали размером в 40 метров и более. Как и следовало ожидать, поверхность Фобоса покрыта кратерами, образовавшимися в результате ударов метеоритов.

Обнаружены и черты рельефа, происхождение которых пока непонятно — в северной части Фобоса (назвать ее северным полушарием нельзя — спутники Марса не шарообразны) видны четкие параллельные полосы, а в срединной части мелкие кратеры почему-то расположены цепочками. Фотографирование спутников Марса будет продолжено.