Солнечная система - Владимир Сурдин

После посадки «Викинга-1» предстояло выяснить, насколько велика реальная опасность песчаных заносов. Ряд повторных изображений, переданных в последующие дни, показал, что перемещение песка под действием ветра незаметно. Пылевой бури не было; скорость ветра не превышала 7 м/с. Примерно одинаковые скорости ветра в обоих местах указывали на спокойное состояние атмосферы. Направление ветра в районах посадки «Викингов» имело суточную зависимость. В Утопии ветер дул утром с юго-востока, в полдень с северо-запада и в полночь с северо-востока.

Максимальные дневные температуры воздуха в районе посадки «Викинга-1» оказались ниже того, что ожидалось для летнего солнцестояния и в самом разгаре лета не превышали — —20°С. Наибольшая температура грунта оказалась градусов на 15 выше. Ночью температура падала до —86°С. Атмосферное давление было 7,5—7,7 мбар. По-видимому, «Викинг-1» опустился в пониженном районе. Метеорологическая обстановка оставалась спокойной довольно долго.

Станции работали долго и собрали много научных данных. Орбитальные аппараты функционировали до июля 1978 г. («Викинг-2») и августа 1980 г. («Викинг-1»), передав тысячи детальных изображений Марса. А на поверхности «Викинг-2» функционировал до апреля 1980 г., а «Викинг-1» проработал аж до 13 ноября 1982 г. Источниками электроэнергии у них служили термоэлементы, нагреваемые радиоактивными изотопами. Их мощность с годами упала. Таким образом, марсианская экспедиция «Викингов» продолжалась 6,4 земного года или 3,4 марсианского года.

Изображения местности вокруг аппарата «Викинг-2», переданные осенью 1977 г., когда по марсианскому календарю на равнине Утопия начиналась зима, показали, что в тени камней видны небольшие горки снега. Но метеоприборы сообщали о температурах хотя и низких, но все же явно недостаточных для образования снега из углекислого газа. Вместе с тем, ничтожное количество водяного пара вблизи осенней полярной шапки заставляет сомневаться в том, что это обычный иней или снег. Окончательного ответа нет.

Измерения показали, что в грунте Марса очень много железа, 12—14%. Много также кремния (до 20%). Присутствуют кальций (около 4%), алюминий (2—4%), магний (около 5%), титан. Необычно много в грунте серы, 3%. Высокое содержание железа в грунте — это наиболее серьезное свидетельство того, что гравитационная дифференциация (опускание тяжелых элементов и пород к ядру планеты) у Марса затянулась и выражена значительно слабее, чем у Земли. Этот процесс отражается на безразмерном моменте инерции. Если у Земли он равен 0,33, что соответствует радиусу ядра 0,57 радиуса планеты, то для Марса отличие от 0,4 (однородность) значительно меньше: 0,37. Это указывает, что ядро Марса совсем маленькое. В нем сосредоточено не более 5—9% массы планеты. К тому же, у Марса не только малое по сравнению с земным ядро, но и очень толстая литосфера.

Вновь на Марсе

Спустя 21 год после «Викингов», 4 июля 1997 г., в северо-восточной части земли Ксанфа, в районе долины Ареса, в точке 19,33°с.ш., 33,55°з.д. опустился аппарат «Пасфайндер». Аппарат состоял из посадочного модуля и небольшого автономного шестиколесного марсохода «Соджорнер» массой всего 10,6 кг. Его связь с Землей происходила через посадочный модуль.

На рис. представлен один из снимков поверхности Марса, сделанный аппаратом «Пасфайндер». Цвет неба — розовый; это цвет мельчайшей пыли, выносимой в атмосферу пылевыми бурями и остающейся там подолгу. Например, силикатная частица радиусом 1 мкм. при условии движения в совершенно спокойной атмосфере будет падать с высоты 10 км. в течение нескольких сотен марсианских суток. Красный цвет песка планеты — это следствие высокого содержания гидроокисей железа в грунте.

Изображение окрестностей района посадки «Пасфайндера» очень похоже на снимки «Викингов». Поверхность — все тот же ржаво-красный песок с многочисленными камнями и полосами наметенного песка. Станция села в долине, которая когда-то, возможно, была обширным водным резервуаром. Марсоход «Соджорнер» был оснащен специальным прибором, который можно было направлять на камни и другие образования на поверхности, чтобы определять их химический и, косвенно, минеральный состав. Исследование первого же камня показало, что по своей геологической истории он гораздо ближе к породам Земли, чем Луны. По-видимому, почти на 1/3 он состоит из кварца (которого на Луне нет); его история, возможно, включает многократные расплавления при излияниях лавы и затвердевания. По составу он отнесен к андезитам, второй по распространенности на Земле вулканической породе.

В месте посадки лето было в разгаре. Метеостанция «Пасфайндера» сообщала о погоде. Максимальная дневная температура в течение трех дней была от —13 до —18°С, минимальная в ранние утренние часы падала до —76°С. Давление 6,75 мбар, ветер 3 м/с и меняется по направлению в течение суток. За два десятилетия до этого на «Викинге-1» температура немного отличалась, но это скорее связано с высотой места. Небо было чистое; пыли в атмосфере было не больше, чем над земными городами.

Большой марсианский десант

В конце августа 2003 г. произошло великое противостояние Марса. Более того — величайшее, ибо столь тесного сближения наших планет еще не было на памяти человечества. В эпоху космических полетов великие противостояния не играют уже той роли, какую они играли в прошлые столетия для астрономов, изучающих Марс с поверхности Земли. Но по стечению обстоятельств именно в этом году на Марс отправилась первая полноценная геологическая экспедиция в составе двух автономных марсоходов — «Спирит» и «Оппортьюнити». Уже четыре земных года они работают в разных полушариях планеты, пройдя десятки километров и передавая важные данные о свойствах марсианской поверхности.

В это же время поверхность Марса и даже свойства его неглубоких подповерхностных слоев исследуют с орбиты «Марс Глобал Сервейер», «Марс Одиссей», «Марс Экспресс» и «Марс Риконисэнс Орбитер». Полученные ими данные все более уверенно свидетельствуют не только о древних потоках воды, но и о современных залежах вечной мерзлоты, и даже о следах небольших течений в нашу эпоху.

Поиск жизни на Марсе

Одной из основных задач в исследовании Марса считается поиск жизни. В недалеком прошлом высказывались мнения, что некоторые наблюдаемые на Марсе явления можно объяснить существованием растительности. Одно из таких явлений — «волна потемнения», активно изучалось сторонниками «органической» гипотезы. Многие астрономы сообщали, что каждые полгода по марсианскому календарю с началом весны в одном из полушарий Марса вокруг тающей полярной шапки появляется темная окантовка. Постепенно она распространяется к экватору со средней скоростью около 30 км. в сутки. Достигнув экватора, волна переходит через него. Спустя полгода такая же волна движется от другого полюса. Это явление наблюдается более или менее регулярно. Области высоких широт, по которым прошла волна, затем снова светлеют.

Сторонники «органической» гипотезы указывали, что таким свойством обладает растительность: в условиях очень сухой марсианской атмосферы вегетационный период в развитии растительности должен быть приурочен именно к весне, когда при таянии шапки в атмосфере появляется влага. Ее постепенное распространение к экватору вызывает волну вегетации (листики распускаются), считали сторонники «органической» гипотезы.