В ПОИСКАХ ЖИЗНИ НА МАРСЕ
Завершилась первая фаза научно-исследовательской миссии американского марсохода «Кьюри-осити» (от англ. Curiosity — любопытство), совершившего в августе 2012 г. успешную посадку в кратере Гейла, расположенном на экваторе Красной планеты. Работу специалистов НАСА и Лаборатории реактивного движения (JPL, г. Пасадена, штат Калифорния), управляющих «машиной» и разработавших ее конструкцию, научную аппаратуру для функционирования на поверхности Марса, уже оценили как «беспрецедентный технологический подвиг», «огромный шаг вперед в исследовании планет». Свой вклад в
проект «Марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory — MSL) внесла и наша страна. Ее участие определено соглашением между НАСА и Федеральным космическим агентством «Роскосмос», по заказу которого в Институте космических исследований (ИКИ) РАН* сделали прибор ДАН (динамическое альбедо** нейтронов) для сбора информации
*
См.: Л. Зеленый, К. Пичхадзе. От магнитосферы Земли до марсианского спутника; Л. Зеленый, Ю. Зайцев. Ради познания Вселенной. — Наука в России, 2005, № 5 (прим. ред.).
Альбедо (от лат. albus — белый) — характеристика отражательной (рассеивающей) способности поверхности материала (прим. ред.).
Фотография Марса, сделанная «Кьюриосити» в HD качестве.
Модели трех поколений марсоходов, разработанных в Лаборатории реактивного движения НАСА (Пасадена, штат Калифорния), в сравнении: «Соджорнер» (самый маленький), «Оппортьюнити» (средний) и «Кьюриосити» (самый большой).
Манипулятор марсохода «Кьюриосити».
о наличии в недрах Красной планеты запасов воды и водородсодержащих соединений. Заметную роль в создании этого комплекса и подготовке космического эксперимента сыграли также сотрудники Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н.Л. Духова, Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН (Москва) и Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна). Пресс-служба ИКИ РАН, постоянно информирующая о последних новостях с Марса, сообщила, в частности, что эксперимент ДАН на далекой планете проходит с участием ведущих ученых JPL, университетов штата Аризона и штата Теннесси, Брауновского университета США.
Напомним, проект MSL общей стоимостью 2,5 млрд дол. стартовал в 2004 г. Его главное звено — исследовательский аппарат «Кьюриосити» — представляет уже третье поколение марсоходов, значительно превосходящих по возможностям предшественников: небольшого по размеру «Соджорнер» («Sojourner»), более крупных «Спирит» («Spirit») и «Оппортьюнити» («Opportunity»), также разработанных в JPL. «Кьюри-осити» стал крупнейшим аппаратом за всю историю исследования планеты: его масса — 900 кг, длина ~3 м, ширина 2,8, высота 2,1 м (с учетом мачты крепления камеры). Ровер оснащен роботизированной рукой, имеющей 5 степеней свободы, тремя парами колес диаметром 50 см, каждое из них приводится в движение «индивидуальной» силовой установкой. Передняя и задняя подвески снабжены специальными поворотными механизмами. Аппарат может преодолевать препятствия высотой 75 см и делать полный разворот на 360о на месте. Двигательная установка «разгоняет» его до 3,5 см в секунду. Ядерный источник питания способен обеспечить работу «Кьюрио-сити» как минимум в течение одного марсианского года (686 земных суток). На борту лаборатории установлены 10 научных инструментов общей массой 75 кг для детальных геологических и геохимических исследований, изучения атмосферы и климата планеты, поиска воды и органических веществ. И все
это для решения основной задачи — подтвердить или опровергнуть гипотезу о существовании форм жизни на Марсе. Ряд важнейших открытий, в том числе с помощью российского прибора, утверждает пресс-служба ИКИ РАН, марсоход уже сделал.
ДАН, согласно опубликованному сообщению, провел продолжительные измерения нейтронной компоненты естественного радиационного фона на Марсе в районе посадки и выполнил несколько десятков сеансов активных измерений с облучением короткими импульсами нейтронов высоких энергий поверхности Красной планеты в различных точках вдоль трассы движения марсохода. Причем оба блока прибора, которым управляет группа московских специалистов под руководством заведующего лабораторией космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН доктора
Место посадки марсохода «Кьюриосити».
физико-математических наук Игоря Митрофанова*, работают штатно без замечаний.
Обработка полученных данных, сообщает пресс-служба института, показала наличие в породе под поверхностью водорода. Ученые полагают, что он связан с молекулами воды или гидроксила, входящих в состав минералов на дне кратера Гейла.
Совместив результаты измерений с численным моделированием, специалисты пришли к выводу: в тонком слое грунта толщиной до 20—30 см содержание воды очень мало и не превышает 1% по массе (если весь наблюдаемый водород находится в молекулах воды, то ее масса составит 1% от всего объема грунта). Но под сухим слоем, подчеркивают эксперты, находится вещество с относительно высоким содержанием воды, количество которой значительно меняется вдоль маршрута движения ровера и в отдельных местах превышает 4% по массе. Экспериментальные результаты, полученные ДАНом, по сути подтвердили первые сообщения исследователей НАСА о том, что марсоход совершил посадку в русле древнего ручья, некогда впадавшего в обширный водоем на дне кратера Гейла.
В феврале 2013 г. аппарат высверлил первую лунку и взял для анализа образцы марсианской породы. Заместитель директора НАСА по науке Джон Грюнс-фелд назвал это событие самым крупным достижением миссии с момента эпохального «шествия» «Кью-риосити» по Марсу. Местом для забора грунта стала отстоящая на 650 м от его посадки небольшая впадина, названная бухтой Желтый Нож (Yfellowknife Bay).
Поверхность здесь заметно отличается от той, где сел
*
См.: И. Митрофанов. Разгадывая марсианские тайны. — Наука в России, 2002, № 6; И. Митрофанов. От лунной гонки к освоению Луны. — Наука в России, 2006, № 6 (прим. ред.).
г
Автопортрет «Кьюриосити». 1 ноября 2012 г.
ровер: она испещрена бледными прожилками, содержащими, по мнению экспертов, сульфат кальция и мельчайшие крупинки того, что сегодня называют осадочными породами. Если раньше марсоход вел приповерхностные наблюдения (в основном анализу подвергалась пыль), то теперь ставка была сделана на сбор грунта с небольшой глубины, чтобы проанализировать состав породы, не подвергавшейся атмосферному воздействию и солнечному излучению.
Для бурения специалисты НАСА выбрали плоскую плиту «Джон Клейн», названную в память об инженере миссии, скончавшемся в 2010 г. Программу забора образцов разделили на несколько этапов. На первом проверяли прочность выбранного участка: сверло, работавшее в режиме долота, проделывало в камне небольшие углубления. На втором этапе оно вращающимся движением сделало в скале пробное, а затем и основное отверстие диаметром 1,6 см, глубиной 6,4 см. На третьем полученный порошок собрали в специальный контейнер, рассортировали в зависимости от размеров, объема составляющих его частиц и отправили для анализа в бортовые лаборатории — спектрометр CheMin (Chemistry and Mineralogy) и газовый анализатор SAM (Sample Analysis at Mars).
Обработка грунта — процесс не скорый, но уже первые результаты указали на присутствие в нем серы, азота, водорода, кислорода, фосфора и углерода — основных строительных материалов для живых организмов. Из этого ученые сделали предположение: Марс, как и ранняя Земля, 4 млрд лет назад был неким оазисом с комфортной для живых существ температурой, давлением и полноценной атмосферой. А потому ответ на главный вопрос миссии — могла ли окружающая среда на Марсе быть пригодной для жизни? — можно считать утвердительным.
Однако, как заявил в марте 2013 г. на пресс-конференции в Вашингтоне, посвященной итогам первого бурового «сеанса», научный руководитель проекта Джон Гротцингер, для подтверждения этих результатов марсоходу предстоит провести еще не одно бурение. Образцы, полученные из подповерхностного слоя, отметил он, сильно отличаются от тех, какие аппарат видел на поверхности. Собранные данные показали: ровер действительно находится в устье древней речной системы или в районе древнего пересыхающего озера. И в те далекие времена влажная среда могла создавать условия, пригодные для микробной жизни. А найденные при анализе различные
типы соединений серы, возможно, служили источниками энергии для этих микроорганизмов.
В образце нашли 20—30% смектита, относящегося к группе глинистых минералов. Высокий процент его содержания также указывает на наличие в марсианском прошлом пресной воды. Причем она была с нейтральной либо слегка кислой реакцией, о чем свидетельствует обнаруженный в составе породы сульфат кальция. Следует отметить, специалисты НАСА впервые с такой определенностью говорили о жизненном потенциале Красной планеты в прошлом.
После добычи «Кьюриосити» первого образца грунта появились комментарии и отечественных специ-
С помощью бура, установленного на руке-манипуляторе, марсоход высверлил лунку глубиной 6,4 см и диаметром 1,6 см в плоской плите кратера Гейла.
алистов. Ведущий научный сотрудник ИКИ РАН доктор физико-математических наук Максим Лит-вак заявил «Российской газете»: «По сути, сейчас на Марсе найдены предпосылки для возникновения жизни, которые есть на Земле. А вот возникла ли она на Красной планете — большой вопрос. Прямых доказательств каких-либо продуктов жизнедеятельности пока нет. Вообще сообщения, что на Марсе обнаружены следы жизни, появляются периодически. К ним надо относиться трезво и осторожно. С одной стороны, НАСА проделало огромную работу: впервые удалось взять пробы грунта и изучить их в лаборатории прямо на Марсе. Это большое достижение. Но, с другой стороны, надо понимать, насколько сложны эти исследования. Даже на Земле в таких вопросах ученым непросто разобраться, а тут ими занимается автомат на Марсе. Поэтому с интерпретациями результатов надо быть очень осторожными. Впрочем, американцы не делают окончательных выводов, не говорят, что нашли жизнь. Формулировка обтекаемая: обнаруж
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.