Полеты к Марсу, результаты экспериментов

Марс-небольшая планета, которую можно хорошо наблюдать с Земли только в течение нескольких месяцев с интервалом примерно в два года (средний промежуток между противостояниями составляет 780 суток). До наступления космической эры знания о Марсе были ограничены. В 1962 г. Советский Союз послал космический зонд к Марсу, но, к сожалению, связь с аппаратом прекратилась на довольно ранней стадии полета. В июле 1965 г. американский аппарат «Маринер-4» прошел на близком расстоянии от Марса и передал на Землю первую подробную информацию о планете.

Что дала программа «Маринер». Марсианская атмосфера, как и ожидалось, оказалась очень разреженной, однако обнаружилось, что она состоит не из азота, с давлением у поверхности 85 мбар, как считалось раньше, а в основном из двуокиси углерода, с давлением у поверхности менее 10 мбар, что сразу уменьшило вероятность существования каких-либо форм жизни на Марсе. Но наиболее удивительным явилось открытие кратеров, внешне похожих на лунные, но с кое-какими важными отличиями. Кратеры были большими, а некоторые имели центральные пики лунного типа. Это оказалось самым удивительным, так как ученые ожидали, что для Марса характерен ровный ландшафт.

Американские аппараты «Маринер-6» и «Маринер-7» прошли вблизи Марса летом 1969 г., буквально несколько дней спустя после того, как Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин в «Аполлоне-11» совершили посадку на Луне. Эти аппараты вновь передали изображения кратеров наряду с гористыми областями. Еще большее удивление вызвали результаты измерений, проделанных аппаратами. Так, круглое светлое пятно, известное как Эллада, к югу от V-образного Большого Сирта, оказалось впадиной, а не приподнятым плато, как ожидалось. Фактически Эллада-самая глубокая впадина на Марсе.

Эти первые три «Маринера» были пролетными зондами, которые, совершив по одному пролету мимо Марса, перешли затем на орбиту вокруг Солнца. «Маринер-8» и «Маринер-9», запущенные в 1971 г., были выведены на орбиту вокруг Марса, с тем чтобы получать и передавать информацию, включая фотографии, в течение месяца, а не нескольких дней. «Маринер-8» прекратил свое существование сразу же после запуска и упал в море, но полет «Маринера-9» был успешным. Он дал много новых данных, включая 7329 фотографий.

Корабль вышел на орбиту вокруг Марса 14 ноября 1971 г., когда почти вся планета была окутана пылью и на ней можно было увидеть лишь очень немного. Такие мощные пылевые бури необычны, хотя и отмечались ранее, например в 1909 и 1956 гг. Когда пыль осела, камеры космического корабля обнаружили вулканы, похожие по форме на земные вулканы Гавайских островов, но намного превосходящие их по размерам. Например, гора Олимп достигает почти 25 км над средним уровнем поверхности, а гора Арсия-примерно 20 км. Кроме того, были обнаружены глубокие рифтовые долины и образования, по виду напоминавшие высохшие русла рек.

1. Советский космический аппарат «Марс-1», запущенный 1 ноября 1962 г., вышел на расчетную орбиту, но связь с ним была потеряна. 2. Американский аппарат «Маринер-4» был запущен к Марс в 1964 г. Он передал на Землю первые снимки марсианских кратеров. 3. «Маринер-6» пролетел вблизи Марса в июле 1969 г. Через 8 дней такой же полет совершил «Маринер-7». «Маринер-6» исследовал экваториальные области планеты, а снимки «Маринера-7» охватывали южный полюс. Были получены фотографии обширной области и более детальные данные об атмосфере.

«Маринер-9» - наиболее успешно действовавший марсианский зонд был сложным аппаратом. Его камеры могли управляться с Земли дольше, чем запланированное время жизни самого аппарата. Камеры вышли из-под контроля только в октябре 1972 г. «Маринер-9» измерил температуру, исследовал марсианскую атмосферу и передал на Землю прекрасные снимки, которые позволили астрономам составить точные карты Марса. Были сфотографированы два марсианских спутника.

«Маринер-9» достиг Марса в ноябре 1971 г. Он вышел на орбиту под действием притяжения со стороны Солнца. Аппарат получил ускорение в направлении от Земли, вследствие чего его траектория изменилась для встречи с целью – Марсом.

Первый «Викинг» был запущен летом 1975 г. и рассчитан для мягкой посадки на Марс в середине 1976 г. Многоэтапная программа исследований начиналась с посадки первого аппарата в районе Равнины Хриса и второго в районе Равнины Утопия. Каждый аппарат состоял из двух частей: орбитальной и посадочной. Сразу после выхода аппарата на орбиту вокруг Марса (1) посадочная ступень отделялась от орбитальной (2), входила в атмосферу планеты и начинала спуск к ее поверхности. На сравнительно небольшой высоте открывался основной парашют (3). Затем посадочная ступень отделялась от парашюта (4) и завершала спуск на поверхность с помощью собственной реактивной тяги. Она выключалась на высоте 15 м над поверхностью, и посадочная ступень мягко падала в намеченном месте (5). Во время спуска проводилось исследование природы марсианской атмосферы. Орбитальная ступень тем временем оставалась на замкнутой орбите вокруг Марса, служа ретранслятором для посадочной ступени, которая сразу же после спуска приступила к выполнению многочисленных экспериментов. Основной целью аппарата было изучение геологической структуры и химического состава поверхности Марса, а также исследование его почвы на предмет поисков признаков жизни.

«Викинги» ищут жизнь на Марсе. Но все же есть ли в этом неуютном мире какая-либо форма жизни, ожидающая, чтобы ее обнаружили? Чтобы выяснить это, американцы отправили к Марсу «Викингов». Первый вышел на орбиту 19 июня 1976 г., второй-7 августа 1976 г. После фоторазведки, предпринятой с целью выбора подходящего места для посадки, от кораблей отделились спускаемые аппараты. Аппарат «Викинга-1» опустился 20 июля на Равнине Хриса в средних широтах северного полушария. Другой аппарат опустился 3 сентября на Равнине Утопия, примерно в 7400 км от аппарата «Викинг-1», на 1400 км ближе к Северному полюсу. На прекрасных фотографиях, полученных со спускаемых аппаратов, предстала местность с красноватой почвой, усеянная камнями. Небо было розовым из-за света, рассеянного красными частицами пыли в атмосфере. Основными элементами в почве, по данным рентгено- флуоресцентного спектрометра «Викингов», были кремний, железо, кальций, алюминий, титан.

Оба аппарата, управляемые ЭВМ, взяли образцы почвы в качестве проб для анализа в биологической лаборатории. Результаты оказались столь же неожиданными, сколь и обескураживающими. Эксперименты были спланированы так, чтобы любые формы жизни-если таковые существовали в почве-получили необходимое питание и стали выделять какие-либо химические соединения.

Первый эксперимент по газообмену выявил 15-кратное превышение выделения кислорода по сравнению с ожидаемым. Все известные науке земные формы жизни затрачивают определенное время на рост и воспроизведение, и потому это явление, вероятнее всего, следовало бы объяснить чисто химическими реакциями в веществе богатой железом почвы.

На первой цветной фотографии марсианской поверхности, полученной «Викингом-1», хорошо виден охристокрасный материал, покрывающий большую часть поверхности подложки из более темных пород, проступающей местами (внизу справа). Красноватый материал может быть лимонитом (гидратированная окись железа). Подобные породы на Земле возникают под воздействием воды и окислительных процессов. Марсианское небо имеет красноватый оттенок, возможно, из-за рассеяния и отражения света от красноватых частиц пыли, взвешенных в атмосфере.

Панорама, открывающаяся от места посадки «Викинга-2», составленная из трех снимков, показывает местность в Равнине Утопия. Поверхность усыпана камнями до самого горизонта. Размеры камней доходят до нескольких метров. Некоторые из них, возможно, появились из ближайшего кратера Ми, ударного происхождения, диаметром около 1 км.

Результаты экспериментов. Результат эксперимента с мечеными атомами также на первый взгляд казался интересным. Если бы микробы присутствовали в почве, то, как ожидалось, они должны были бы поглощать углерод-14 и вырабатывать радиоактивные отходы-окись углерода, двуокись углерода и метан. Немалое количество окиси углерода действительно было обнаружено, но опять же причина, по-видимому, в чистой химии.

«Пиролитический» эксперимент показал, что «нечто» поглощает двуокись углерода из воздуха в контрольной камере и вводит ее в другие составляющие почвы, но до сих пор не ясно-биологического или химического характера это «нечто».

Все три биологических эксперимента обнаружили много признаков, которые могут быть интерпретированы как результаты жизнедеятельности живых организмов, но только в присутствии органических соединений, которых как раз и не было обнаружено.