Вокруг Света - Журнал "Вокруг Света" №11 за 2002 год

2003

Европейские специалисты уже заканчивают сборку марсианского вездехода «Бигль-2», который согласно намеченному плану будет доставлен на Красную планету зондом Европейского космического агентства (ESA) «Марс-Экспресс» в декабре 2003 года для исследования горных пород, поиска подповерхностных водных резервуаров и признаков жизни.

2004

NASA собирается отправить на Марс мобильную лабораторию для поиска ископаемых и химических соединений.

2007

В Имперском Лондонском колледже начался 5-летний проект по созданию портативного миниатюрного сейсмометра, предназначенного для измерения землетрясений на Марсе. Планируется, что этот прибор вместе с миссией «Нетлэндер» (NetLander), целью которой будет сбор атмосферных, сейсмических и геодезических данных за один земной год, полетит на Марс в 2007 году.

2009

Спускаемый аппарат Smart Lander должен собрать образцы марсианского грунта в радиусе 100 км от места посадки (на Землю эти образцы должны вернуться в 2013 году). Также в ближайших планах исследователей стоит доставка на Марс двух марсоходов и запуск на его орбиту нового зонда. Научная аппаратура, размещенная на марсоходах, предназначается для исследования рельефа местности и химического анализа горных пород и почвы Марса, связь же с ними будет осуществляться через сеть дальней космической связи NASA.

2010

К концу нынешнего десятилетия ученые надеются составить подробные минералогические карты Марса и детально изучить климат и погодные явления планеты. Все это необходимо для подготовки к высадке людей. К тому же времени должны быть разработаны и необходимые средства и технологии для осуществления точной посадки и передвижения по поверхности на длинные дистанции.

Первые попытки разыскать в марсианской почве прямые свидетельства наличия основы для жизни — жидкой воды и таких элементов, как азот и сера, не принесли успеха. Экзобиологический эксперимент, проведенный на Марсе в 1976 году после посадки на его поверхность американской межпланетной станции «Викинг», несшей на своем борту автоматическую биологическую лабораторию (АБЛ), не принес доказательств существования жизни. Отсутствие органических молекул на изученной поверхности могло быть вызвано интенсивным ультрафиолетовым излучением Солнца, так как у Марса нет защитного озонового слоя, и окисляющим составом почвы. Поэтому верхний слой марсианской поверхности (толщиной около нескольких сантиметров) — бесплоден, хотя существует предположение, что в более глубоких, подповерхностных, слоях сохранились условия, которые были миллиарды лет назад. Определенным подтверждением этих предположений стали недавно обнаруженные на Земле на глубине 200 м микроорганизмы — метаногены, питающиеся водородом и дышащие углекислым газом.

Специально же проведенный учеными эксперимент доказал, что подобные микроорганизмы могли бы выжить и в суровых марсианских условиях.

Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами — реками, озерами, а может, и морями, а также с более плотной атмосферой — обсуждается уже более двух десятилетий, так как «обживать» столь негостеприимную планету, да еще при отсутствии воды, было бы очень сложно. Для того чтобы на Марсе могла существовать жидкая вода, его атмосфера должна была бы очень сильно отличаться от нынешней. В прошлом плотность марсианской атмосферы могла увеличиться из-за сильного потепления, вызвавшего испарение полярных шапок и таяние подземных льдов.

Предположения о переменчивости марсианского климата были подтверждены недавними наблюдениями на HST (Хаббловском космическом телескопе), производившем с околоземной орбиты максимально точные измерения характеристик его атмосферы и даже предсказывавшем марсианскую погоду. Оказалось, что климат Красной планеты претерпел существенные изменения — стал суше и холоднее — уже со времени посадок спускаемых аппаратов «Викинг» (1976 год). Возможно, это связано с сильными бурями, которые в начале 70-х годов подняли в атмосферу огромное количество мельчайших пылинок. Какое-то время эта пыль препятствовала остыванию Марса и испарению водяного пара в космическое пространство, но потом осела и планета вернулась к своему обычному состоянию.

Марс имеет очень тонкую и холодную, состоящую главным образом из углекислого газа, атмосферу, не защищающую его поверхность от жесткого солнечного излучения и служащую для нее плохим покрывалом. Атмосферное давление на Марсе составляет около 1% от земного и изменяется приблизительно на 15% в течение года. Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/с. Иногда довольно обширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями, и чаще всего они возникают вблизи полярных шапок. Водяного пара в марсианской атмосфере совсем немного, но при низких давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, и часто собирается в облака. Замерзшие углекислый газ и водяной пар образуют полярные шапки, размер которых меняется с движением Марса по орбите. Летом углекислый газ испаряется и поступает в атмосферу. Ветры переносят его к противоположной полярной шапке, где он снова замерзает. Этим круговоротом углекислого газа и разными размерами полярных шапок объясняется непостоянство давления марсианской атмосферы.

Отправка даже одной экспедиции на Марс связана с огромными финансовыми затратами, которые, по некоторым оценкам, могут составить 100 млрд. долларов, и огромным риском для экипажа, поэтому подготовка к столь серьезному шагу должна быть не только всесторонней, но и требующей совместных усилий мирового сообщества. В настоящее время только две страны — США и Россия — способны самостоятельно создать межпланетный комплекс для высадки на Марсе человека. Хотя успех такого грандиозного проекта возможен только на основе международной кооперации, и в этой связи существуют различные варианты сотрудничества.

На сегодняшний момент известно, что из всех планет Солнечной системы Марс наиболее подобен Земле. Он сформировался приблизительно 4,5 млрд. лет назад. Ось вращения Марса наклонена к его орбитальной плоскости приблизительно на 23,9°, что сравнимо с наклоном земной оси, составляющим 23,4°, а потому там, как и на Земле, происходит смена сезонов. Хотя в отличие от Земли, которая движется почти по круговой орбите и где каждый сезон продолжается в течение 1/4 года, на Марсе, орбита которого имеет вытянутую форму (это ведет к различию почти в 42 млн. км между самым далеким и самым близким расстоянием его от Солнца, и чем он ближе к Светилу, тем быстрее движется по своей орбите), продолжительность каждого из четырех марсианских сезонов разнится в зависимости от его удаления от Солнца. А потому в марсианском северном полушарии зима коротка и относительно «умеренна», а лето длинное, но прохладное. В южном же наоборот — лето короткое и относительно теплое, а зима длинная и холодная. Марсианский день, называемый сол, составляет 24,66 часа, а его год — 669 сол.

Американские специалисты считают, что экспедиция должна провести на Марсе 500 дней, то есть общая ее продолжительность может составить почти три года. Сам же план получил впечатляющее название «1 000 дней». В российских же проектах, более осторожных в связи с огромным опытом работы на орбите, пребывание космонавтов на планете едва ли превысит несколько дней.

Согласно предлагаемому Россией плану марсианской пилотируемой экспедиции элементы корабля для сборки в единый комплекс должны быть прежде доставлены на околоземную орбиту (исходя из всех расчетов, вес МКК составит 600 т, и с Земли поднять такую махину не удастся). Затем этот комплекс с помощью двигательных установок должен выйти на межпланетную траекторию и в течение нескольких месяцев лететь к Марсу. На подлете к Красной планете комплекс затормозится и выйдет на околомарсианскую орбиту, потом от основной части комплекса отделится специальный посадочный корабль, в котором экипаж экспедиции (или его часть) спустится на поверхность Марса. А после выполнения работы экипаж на взлетном модуле, находящемся в составе посадочного корабля, возвратится на комплекс и экспедиция возьмет курс к Земле.

Выбор из возможных вариантов создания комплекса делается с учетом основных критериев: обеспечение безопасности экипажа, стоимость, исследовательские возможности экспедиции, перспективность уже разработанных технических решений применительно к другим проектам, а также обеспечение высокой вероятности благополучного возвращения экипажа на Землю. Особое внимание уделяется жилому модулю, включающему в себя радиационное убежище с каютами для членов экипажа, средства жизнеобеспечения, командный пост, аппаратуру управления полетом, солнечные батареи и шлюзовую камеру. Наиболее эффективным двигателем для использования на марсианском корабле, по мнению российских специалистов, является электрореактивный двигатель.