Статья с канала «Космическое путешествие» на яндекс-дзене.
Содержание:
Теории о существовании на Марсе разумной цивилизации
Марс получил свое имя – бога войны – из-за красного цвета. Вторую после Венеры ближайшую к Земле планету наблюдали еще в древнем Египте, и с ней так же связано множество легенд о существовании разумной жизни. Писателей-фантастов Марс привлекал ничуть не меньше, чем Луна, ему посвящены десятки романов: «Война миров» Герберта Уэллса, серия романов о Барсуме Эдгара Берроуза (они легли в основу знаменитого фильма «Джон Кратер»), «Марсианские хроники» Рэя Брэдбери, «Шпага Рианона» Ли Бреккета – эти и другие книги XIX – XX веков объединяет одна идея: на Марсе есть разумная цивилизация. Это, пожалуй, единственная планета, где наличие жизни, подобной земной, предполагали всерьез, и даже было время, когда миллионы людей верили – там, на Красной планете, обитают наши братья по разуму.
Много шуму наделала история с «марсианскими каналами». Впервые об их открытии объявил итальянский астроном Джованни Скиапарелли во время великого противостояния 1877 года, после него о наблюдениях каналов сообщили ряд других астрономов. Само название «каналы» делало недвусмысленную отсылку к их искусственному происхождению, эта версия тогда широко поддерживалась не только обществом, но и учеными. Американский астроном Персиваль Ловелл разделял точку зрения о рукотворном происхождении марсианских каналов и сделал их зарисовки:
Так выглядели предположения о существовании на Марсе разумной жизни. Фото из открытых источников
Он полагал, что климат на планете весьма засушливый, и марсиане используют каналы для орошения земли водой из тающих полярных шапок. В 1908 г. Ловелл опубликовал книгу «Марс как обитель жизни», где, опираясь на свои наблюдения, приводил множество доводов в пользу существования на Марсе развитой цивилизации. Книга стала бестселлером, её успех во многом поспособствовал тому, что идея существования на Марсе разумной жизни стала очень популярной.
Такие предположения в ту пору не казались фантастическими: считалось, что Марс имеет плотную атмосферу, технических средств измерить температуру поверхности планеты еще не существовало – потому всерьез считали, что по берегам каналов существует растительность. К тому же Марс по некоторым параметрам очень похож на Землю: практически тот же угол наклона оси, та же продолжительность суток (24 ч 37 мин 22,663 с) – и в сочетании с «обнаруженными каналами» людское воображение легко рисовало планету, очень похожую на Землю: с растениями, животными, людьми, сменой времен года, тропическими ливнями на экваторе (за них принимали периодические изменения окраски экваториальных областей, вызванные на самом деле песчаными бурями) и льдами на полюсах. Ну разве что Марс – более засушливый, т.к. не имеет земных океанов.
Приблизительно так в конце XIX — начале XX века многие представляли Марс. Картинка из открытых источников
Конечно, критика теории каналов и разумной жизни на Марсе существовала и тогда: в частности, в 1903 году Эдвард Маундер поставил эксперимент, участникам которого на расстоянии показывали диск с беспорядочным набором темных пятен – и многие видели «каналы». Ими же могли казаться при малом разрешении действительно существующие на Марсе каньоны и линейные цепочки кратеров. А в 1907 году британский ученый Альфред Уоллес опубликовал книгу «Обитаем ли Марс?», где утверждал, что температура на Марсе куда ниже, чем считалось ранее, существование жидкой воды вряд ли возможно, а атмосфера Марса слишком разряжена, к тому же спектральный анализ не показал наличия в ней водяного пара. Отсюда автор книги сделал вывод, что на Марсе не может быть высокоорганизованной жизни, не говоря уже о развитой цивилизации.
Однако, в те годы еще продолжался спор о существовании жизни на Красной планете – т.к. неопровержимых доказательств, например, снимков поверхности, предъявить никто не мог.
Первые исследования
С началом космической эры к Марсу были отправлены десятки беспилотных аппаратов. Из 45 миссий, запущенных с 1965 года, 26-ти не удалось достигнуть цели: они уходили с орбиты, сбивались с пути, разбивались о поверхность или слишком быстро выходили из строя.
Самое трудное при отправке аппарата на Марс – это его посадка на поверхность. Знать заранее, где сядет аппарат, невозможно. Скорее всего, он приземлится на груду камней, подобную этой:
На такую поверхность приходится садиться космическим аппаратам. Неудивительно, что многие из первых миссий на Марс разбивались и быстро выходили из строя. Кадр с канала «National Geographic»
Как избежать повреждений марсохода? NASA использовала для этого разные способы: например, воздушные подушки, с которыми зонд прыгал по поверхности до своей полной остановки:
Так садились на поверхность Марса некоторые аппараты NASA. Кадр с канала «National Geographic»
А «Викинги» садились аккуратно с помощью ракетных двигателей:
Так выглядела посадка знаменитых «Викингов». Кадр с канала «National Geographic»
Первые снимки марсианской поверхности с близкого расстояния были получены при облете Марса аппаратами серии «Маринер» (США) с 1965 по 1971 год:
Снимки аппаратов «Маринер». Фото из открытых источников, коллаж автора
На них Марс предстал засушливой планетой без рек и океанов, а наличие множества кратеров говорило об отсутствии тектоники планеты последние 4 млрд лет. Кроме того, первый же зонд – Маринер-4 – в 1965 году обнаружил отсутствие у Марса сильного магнитного поля, которое могло бы защитить планету от действия космических лучей.
20 июля 1976 года поверхности Марса благополучно достиг «Викинг-1», который передал первое панорамное изображения планеты,
Первый цветной панорамный снимок с поверхности Марса, переданный американским аппаратом «Викинг-1» 21 июля 1976 года
а также провел первые непосредственные исследования атмосферы и грунта.
К сожалению, из всех советских миссий на Марс ни одна не была успешной. «Марс-3» в 1971 году все же сумел достичь поверхности, но, проработав всего 14,5 секунд, отключился – предположительно, из-за начавшейся марсианской бури.
Данные, полученные с помощью зондов, однозначно опровергали все предположения о существовании на Марсе сложных форм жизни. Основными вопросами ученых с 70-х годов XX века стали:
- Есть ли на Марсе вода?
- Есть ли на Марсе жидкая вода?
- Были ли прежде на Марсе реки и моря, и куда они исчезли?
- Как Марс потерял свою атмосферу?
- Были ли на Марсе хотя бы примитивная жизнь и может ли она существовать теперь?
Сейчас мы знаем, что средняя температура на Марсе не уступает морозам в середине антарктической зимы: -60, -70 градусов по Цельсию. Марсоходы фиксируют температуры в течение всего года – например, вот данные Марсианской научной лаборатории с 2012 по 2015 г.г:
Температуры на Марсе. Источник: Centro de Astrobiología, Погодный твиттер Марсианской научной лаборатории
Диаметр Марса примерно в два раза меньше диаметра Земли, но из-за гораздо меньшей платности гравитация на нем составляет всего треть от земной. Площадь поверхности Марса почти равна площади всей земной суши, если исключить океаны.
Основной цвет Марса – ржавый. На этой планете очень ограниченная палитра цветов, недаром её называют Красной.
Марсианский пейзаж. Фото из открытых источников
Однако, окажись мы на Марсе во время заката или восхода солнца, мы бы увидели знакомое нам голубое небо:
Закат на Марсе. Подлинная фотография с марсохода Perseverance. Всё наоборот: при заходе солнца небо становится голубым
Причина та же, что и на Земле: лучу Солнца утром и вечером приходится проходить через более толстый слой атмосферы. Просто марсианская атмосфера днем рассеивает красный свет, который на закате – почти полностью фильтруется, а цвет другого спектра – сине-голубой – наоборот, рассеивается.
Одной из главных достопримечательностей Марса является гора Олимп, расположенная в экваториальной зоне планеты. Она представляет собой огромный потухший вулкан, высота которого от основания составляет 26 км, что почти втрое выше Эвереста:
Гора Олимп — самый высокий вулкан в Солнечной системе. Фото из открытых источников
Диаметр Олимпа – около 540 км. Столь крупная гора смогла образоваться из-за отсутствия тектонических плит на Марсе и, вероятно, из-за небольшой силы тяжести, так как нагромождения лавы не обрушиваются под собственным весом.
Вода на Марсе
Ранний Марс (около 3 млрд лет назад) был другим миром: миром с более плотной атмосферой, погодными явлениями и водой, причем её было настолько много, что глубина непрерывного океана могла составлять от 100 до 1500 м.
Древний Марс. Кадр с канала «Космическое путешествие»
Сейчас на Марсе обнаружены долины и впадины, явно прорезанные потоками воды. Долина Маринер – огромная система каньонов, самый грандиозный геологический объект, до сих пор обнаруженный в Солнечной системе. Его глубина – 10 км, длина – более 4000 км. Когда-то он был полон воды. Ученые подсчитали: чтобы прорезать такой каньон, нужно было количество воды, равное 200 разлившимся Амазонкам одновременно!
Долина «Маринер». Кадр с канала «National Geographic»
А такой мы бы увидели долину «Маринер», если бы оказались на её краю:
Если бы астронавты оказались на краю долины «Маринер» — кадр с канала «National Geographic»
Был ли древний Марс не только влажным, но и теплым? С одной стороны, множество признаков существования жидкой воды в прошлом Марса говорят о том, что и климат Красной планеты был значительно теплее. И все же – насколько значительно? Некоторые ученые считают Марс в прошлом – почти двойником Земли, другие уверены, то марсианские моря были куда холоднее земных, покрываясь на зиму льдом. Эта гипотеза, впрочем, не исключает возможности, что в водоемах Марса существовала когда-то примитивная жизнь.
Ученые полагают, что Марс потерял бо́льшую часть своей жидкой воды в период от 4,1 до 3,7 млрд лет назад. Именно в этот период планета лишилась и большей части атмосферы. Куда же исчезли океаны?
Раньше считалось, что вода улетучилась в космическое пространство. Гигантские столбы пыли во время бурь на Марсе могут достигать высоты 80 км и действуют как космические лифты, поднимая и выбрасывая в космос все, что находится на поверхности. Они намного плотнее, чем пылевые облака и имеют основание до 90 км в диаметре, расширяясь кверху до 600 км. Так влага с поверхности поднималась в верхние слои атмосферы, где под воздействием космических лучей молекулы воды распадались и уносились в космос. Этот процесс продолжается до сих пор.
Пылевые столбы на Марсе. Картинка из открытых источников
Однако низкая скорость, с которой водород улетучивается в космос, свидетельствует о том, что история исчезновения марсианских океанов куда сложнее. Если принять за данность, что водород улетучивается с такой же скоростью, как и в прошлом, то Марс потерял бы совсем немного воды. Иными словами, более 90% воды делись куда-то еще.
Ныне уже подтверждены предположения, что на Марсе есть вода – правда, в основном в твердом виде. Искусственный спутник Марса Одиссей обнаружил под поверхностью планеты залежи водяного льда. Позже это было подтверждено и другими аппаратами с помощью камеры, создающей изображение на анализе теплового излучения.
Залежи водяного льда на Марсе, найденные беспилотными аппаратами. Кадры с канала «Космическое путешествие», коллаж автора
Окончательно вопрос о наличии воды на Марсе был решен в 2008-м году, когда АМС «Феникс», севшая в полярной области планеты, получила воду из марсианского грунта:
«Феникс» зачерпнул марсианский грунт с водой. Фото из открытых источников
Аппарат сделал химический анализ своей находки, а ученые NASA три месяца перепроверяли данные. Сомнений не осталось: на Марсе есть вода.
Также в свежих воронках от метеоритов был обнаружен лед, и не только около полюсов, но и ближе к экватору:
Лед, обнаруженный в воронках на Красной планете. Фото из открытых источников
Полярные шапки на Марсе состоят по большей части из замерзшей углекислоты, известной на Земле под названием «сухой лед». Но под этими шапками ученые давно подозревают наличие обычного, водяного льда. Известно, что на Марсе есть и постоянные «шапки», которые остаются ледяными даже в самые жаркие для полюсов Марса периоды – то есть тогда, когда СО2 должен превратиться в газ.
Сегодня ученые считают, что на Марсе вполне может быть вода и в жидком виде – например, подо льдом. Поверхность Марса, как уже упоминалось, тоже временами прогревается до достаточно высокой температуры, однако из-за тонкой и разряженной атмосферы окошко для воды в жидком виде на Марсе совсем крошечное: всего в несколько градусов, и если его превысить, то вода почти сразу из твердого состояния превратится в пар. Поэтому жидкая вода на поверхности планеты если и присутствует, то её очень мало.
Спектральный анализ грунта, выполненный зондом «МРС», показал на Марсе наличие солей: благодаря этому «окно» существования жидкой воды немного увеличивается. Есть основания считать, что иногда на Марсе может течь жидкая соленая вода – например, согласно вот этим следам стекания на марсианском песке:
Еще одна недавняя находка: следы стекания воды на марсианском песке. Фото из открытых источников
Исследования продвигаются, и, вполне возможно, что в ближайшие десятилетия у нас будет точный ответ на вопрос – сколько воды на Марсе?
Как Марс потерял свою атмосферу?
Ученые считают, что около 4 млрд лет назад у Марса было гораздо более мощное магнитное поле и плотная атмосфера, позволяющая сохранять планете тепло. Климат древней Красной планеты был более теплым и влажным, благоприятным для жизни. Возможно, в ту пору на Марсе существовала растительность и даже – какой-то животный мир. По одной из версий, жизнь в нашей Солнечной системе могла начаться не на Земле, а на Марсе.
Что же произошло с атмосферой планеты?
Очевидно, она была разрушена солнечным ветром и постепенно унесена в космическое пространство после того, как Марс утратил глобальное магнитное поле:
Наглядная демонстрация, как магнитное поле защищает атмосферу Земли и как атмосфера Марса стала беззащитной. Картинки из открытых источников
Потерю Марсом магнитного поля ученые сравнивают с более низкой массой и плотностью Красной планеты по сравнению с Землей, что привело к быстрому охлаждению марсианского железного ядра – оно затвердело, остановив эффект «динамо». Или просто стало недостаточно горячим и замедлило вращение – астрономы все же полагают, что давление внутри Марса слишком низкое, недостаточное для затвердевания его ядра – следовательно, оно до сих пор находится в жидком состоянии.
Утратив бо́льшую часть атмосферы, Марс стал остывать и постепенно превратился в холодную песчаную пустыню.
Новейшие исследования, следы жизни и возможности колонизации Марса
В августе 2012 года на Красную планету прибыл марсоход третьего поколения «Curiosity». Сразу после посадки в кратере Гейла (где 3 млрд лет назад, уверены ученые – было озеро) он нашел гладкие округлые гальки, которые, вероятно, катились вниз по течению. В пробах грунта, взятых там, обнаружены азот, сера, фосфор и углерод – элементы, необходимые для живых организмов.
Образец также содержит глинистые минералы и не слишком много соли, что показывает: когда-то туда текла свежая, возможно, даже питьевая вода. Лазерный спектрометр Curiosity обнаружил также сезонные изменения метана на Марсе. Это захватывающее открытие: ведь метан может быть результатом жизнедеятельности живых организмов или – результатом взаимодействия горных пород с водой.
А в феврале прошлого года Curiosity в этом кратере обнаружил окаменелый коралл:
Фото окаменелого коралла на Марсе, кратер Гейла. Источник: сайт NASA
Похоже, на Марсе в прошлом была жизнь.
18 февраля 2021 года новейший американский аппарат Perseverance опустился на поверхность Марса. Он оснащен системой динамического анализа окружающей среды (MEDA), и теперь ученые всегда знают точную погоду на Марсе: температуру воздуха и поверхности, давление, скорость ветра, влажность, уровень радиации, а также уровень запыленности. 718 Па (против 101325 на земле) -22, -25, -83 на глубине кратеров.
Perseverance впервые преобразовал часть марсианского углекислого газа в кислород: из СО2 получился О2 и окись углерода – СО.
Получение кислорода из углекислого газа. Кадр с канала «National Geographic»
Было получено 5 граммов кислорода – его хватило бы для 10-минутного дыхания одного астронавта. Что ж, может быть, эта технология избавит будущие пилотируемые миссии на Марс от необходимости брать с собой множество баллонов с кислородом. Но позволит ли эта технология нашим потомкам гулять под марсианским небом?
Кадр из фантастического фильма «Вспомнить всё». США, 1990 год, режиссер: Пол Верховен
Здесь дело даже не в мощности аппарата, производящего воздух. Вопрос в другом: когда на Земле атмосфера из углекисло-метановой превратилась в кислородную, это привело к самому масштабному похолоданию за всю историю нашей планеты: ледники доходили даже до экватора. Только после увеличения светимости Солнца, спустя 300 млн лет, на Земле потеплело и льды отступили. Поэтому, даже если удастся технически создать на Марсе кислородную атмосферу – не приведет ли это к понижению и без того низких температур?
Правда, углекислая атмосфера Земли была значительно плотнее марсианской – поэтому парниковый эффект был очень заметным. Поэтому возможно, что генерация пригодного для дыхания воздуха на Красной планете не слишком изменит её климат. Однозначного ответа пока нет.
Perseverance сделал еще одно важнейшее открытие: на дне кратера Джезеро, где миллиарды лет назад было озеро, он нашел органические молекулы – строительный материал живых клеток:
Работа Perseverance в кратере Джезеро. Кадр с канала «National Geographic»
Эта находка не доказывает существование даже примитивной жизни, т.к. такие молекулы могут получаться и от неорганических реакций, но позволяет предполагать, что когда-то на Красной планете до сих пор существуют живые организмы.
Найденный аппаратом Curiosity окаменелый коралл позволяет предположить, что жизнь во Вселенной – не чудо, а распространенное явление.
Сейчас всерьез предполагается колонизация Марса в будущем. Уже снято немало фантастических фильмов, затрагивающих эту тему, и в XX веке (например, «Вспомнить всё», «Вавилон-5», «Покорение космоса») и в XXI («Марсианин», «Марсианские земли», «Призраки Марса») и многие другие. Насколько реально то, что на Марсе в будущем будут жить люди?
Возможный «прогрев» планеты и создание кислородной атмосферы – это сегодня скорее фантастика. Как минимум – далекое будущее. Если колонизация Марса и начнется, то – со строительства специальных станций под куполами, куда будет подаваться воздух и где будет тепло:
Как, вероятно, будет выглядеть первая колония на Марсе. Картинка из открытых источников
Потребуется создание костюмов нового поколения – для выхода наружу, т.к. скафандры, даже самые современные – слишком габаритны и тяжелы.
Купола должны будут защищать людей и от солнечной радиации, и от возможного падения метеоритов – т.к. на Марсе ежегодно появляется до 200 новых воронок.
Еще одна проблема пребывания человека на Марсе – пылевые бури.
На Земле буря всегда охватывает какой-либо один регион, но на Красной планете дело обстоит иначе: примерно раз в десятилетие, а иногда и чаще, всю поверхность Марса окутывает глобальный шторм, который длится в течение нескольких недель. Такой шторм наблюдался в 2018-м году, когда Марс покрылся желтоватой дымкой:
Пылевая буря на Марсе. Кадр с канала «Космическое путешествие»
Эти ураганы, правда, не так опасны, как это изображено в фильме «Марсианин»: из-за очень малой плотности воздуха даже сильный ветер на Масре едва может перевернуть лист бумаги. Хотя и пылевые воронки гораздо плотнее, чем окружающая атмосфера, однако не настолько, чтобы опрокинуть тяжелый корабль. Но если бы режиссер «Марсианина» правдиво показал бурю – не было бы такого интересного фильма. Все же ураганы Красной планеты, хоть и не способны принести разрушения, могут причинить массу неудобств будущим колонизаторам.
Есть и морально-этическая сторона вопроса. Но, на мой взгляд, она связана не с возможным существованием каких-нибудь организмов на планете (которые, если есть — скорее всего, самые примитивные), а с тем, что жизнь людей на Марсе людей будет полностью зависеть от подачи воздуха, воды, обогрева, защиты от радиации. Не комфорт, а именно – жизнь. Увы, это может создать почву для абсолютной власти – и тогда картина колонизации из фильма «Вспомнить всё» может стать страшной реальностью. Остается надеяться, что ко времени колонизации Марса духовно-нравственный уровень человечества повысится.
источник: https://dzen.ru/a/Y-sLzInMTyxZ2yVd
