Рис.5.22. Марсианский «внедорожник» Curiosity, работающий на ядерном топливе. «Автопортрет» аппарата, снятый его собственной камерой (штанга камеры не видна благодаря комбинации нескольких кадров).
Самое лучшее, что мы (точнее, NASA) имеем сегодня на Марсе, — огромная машина «Curiosity» (рис. 5.22), посаженная в 2012 г. Внедорожник с 21-дюймовыми колесами, весом почти в тонну (на Земле), с великолепным источником питания: у него нет солнечных батарей, зато есть ядерный реактор, в котором плутоний-238, распадаясь, греет термоэлементы, и они в результате эффекта Пельтье дают электричество. Этого ядерного источника энергии хватит на десятки лет. Для отбора образцов у аппарата есть манипулятор — штанга двухметровой длины. Но это не предел расстояния, на котором он может анализировать материалы. У него есть уникальная штука — инфракрасный лазер, который «стреляет» многоджоулевыми импульсами, испаряя породу. Раскаленный пар (точнее, облачко плазмы) излучает, телескоп собирает это излучение, спектрометр его анализирует. Таким образом, этот аппарат может издали сканировать своим «лучевым оружием» вертикальную стенку в тех местах, куда «рука» не дотягивается.
В его арсенале имеется и один российский прибор, сделанный в Институте космических исследований (Москва). Это нейтронный детектор для поиска воды под поверхностью Марса. Встроенный в него источник испускает поток нейтронов, который проникает в грунт на глубину более метра. Если нейтроны встречают на пути атомы водорода (которые входят в состав молекулы воды), то они ими рассеиваются и обратно не «отскакивают». Если же легких ядер там нет, то нейтроны частично отражаются назад.
Рис.5.23. В атмосфере Марса обнаружен метан в концентрации до 0,003 %.
Самое интересное открытие в поисках жизни на Марсе — то, что в 2009 г. наземные телескопы обнаружили в атмосфере планеты спектральные линии метана (рис. 5.23). Метан — это продукт либо вулканических извержений, либо жизнедеятельности каких-то организмов (у нас, например, крупный рогатый скот его выделяет в больших объемах). Но марсианские вулканы давно замерзли и ничего из себя уже не выбрасывают. Значит, остается единственной вторая гипотеза. Правда, ни одной коровы на Марсе пока не замечено, но это могут быть микроорганизмы, разлагающие органические материалы, — скорее всего, микробы, которые зарылись глубоко в грунт, чтобы радиация их не убила. На нашей планете от солнечной и космической радиации защищает атмосфера, поэтому, чтобы сделать простую оценку глубины, на которой достигается хорошая защита от радиации, можно мысленно сжать всю толщу земной атмосферы до плотности грунта — получится несколько метров, меньше пяти.
Рис.5.24. Почти круглые отверстия в марсианской поверхности, диаметром от 100 до 250 м, сфотографированные орбитальными аппаратами Mars Odyssey и Mars Global Surveyor (NASA). Съемки в инфракрасном диапазоне, показывающие разность дневных и ночных температур, подтверждают предположение, что они могут быть входами в подземные полости. Источник: NASA/JPL-Caltech/ASU/USGS.
Рис.5.25. Один из провалов в марсианском грунте, возможно, карстовой природы (NASA / Jet Propulsion Laboratory / University of Arizona).
И ведь с искусственных спутников Марса уже обнаружены входы в марсианские пещеры (рис. 5.24, 5.25). Эти дырки-шахты, вертикальные колодцы, довольно широкие, размером со стадион, на льду выделяются очень контрастно. По-видимому, они имеют карстовое происхождение.
Рис.5.26. Карстовый провал в земном грунте (Гватемала, 2010 г.).
На нашей планете тоже встречаются такие входы в подземелье (рис. 5.26); недавно такую воронку обнаружили на Таймыре. Карстовые явления на Земле — это когда вода вымывает в глубинном слое грунт, образуется сеть пещер, потом где-то обваливается «крыша» и таким образом получается вход в пещеру. Вулканическая лава тоже могла проплавить внутренние горизонты. А в пещерах условия для жизни очень хорошие. Есть одна такая пещера во Франции (рис. 5.27): на поверхности жизни почти нет — одни туристы, но внутри жизнь просто буйствует, потому что там и влажность выше, и температура стабильнее (нет суточных перепадов), и радиация еще меньше, чем наверху. Отверстие диаметром метров 60 сначала уходит вертикально вниз до глубины 70 м, потом ход становится горизонтальным. Это обычный карстовый коридор, в котором обвалился потолок. Есть надежда, что и на Марсе явление то же самое, т. е. под грунтом имеются пустые пространства, и они наиболее благоприятны для развития жизни. Но изучить их не представляется возможным, потому что роботов-спелеологов пока не создали: роботы могут лишь бегать по поверхности и летать в атмосфере.
Рис.5.27. Схематичный продольный разрез пещеры Gouffre de Padirac (Франция).
Рис.5.28. Карстовая пещера Gouffre de Padirac (Франция). На стенах колодца буйствует жизнь. Фото В. Г. Сурдина.
Внутри пещеры. Диаметр этого колодца примерно соответствует марсианским. Но их происхождение может быть разным: на Земле «работает» вода, а на Марсе могла действовать вулканическая лава. Фото В. Г. Сурдина.
Рис.5.29. Конечно, для существования жизни пещеры не обязательны, живые организмы могут обитать и в грунте. Так, все пространство земной коры до глубины в 3 км населено микробами (глубже температура становится выше 100 °С и закипает вода). По оценкам специалистов, полная биомасса микробов под поверхностью земли должна намного превышать массу всех существ на поверхности (на суше и в воде) — включая китов, слонов, людей и др. Можно сказать, что земная жизнь (как и марсианская, если она есть) сосредоточена в основном в глубине плотного грунта.
Рис.5.30. На этом снимке, сделанном марсоходом «Curiosity», отчетливо видны следы действия воды. Марсоход находится на дне бывшего водоема.
В рамках миссии марсохода «Curiosity» был задуман замечательный биологический эксперимент: аппарат должен был выкапывать с глубины песок, засыпать его в баночку, заливать питательным раствором и далее смотреть, насколько активно марсианские микробы будут там размножаться. Но, к сожалению, емкость с этим раствором разбилась при посадке. Это был единственный эксперимент среди запланированных для «Curiosity», который не удалось выполнить. Итак, жизнедеятельность микробов он увидеть не сможет, но у него есть действующий масс-спектрограф, который способен обнаруживать в пробах грунта биомолекулы нуклеиновых кислот и белков, хотя это даст лишь косвенное подтверждение возможности жизни на планете.
Рис.5.31. Панорама горы Шарп — цели исследований марсохода Curiosity. Фото сделано камерой марсохода (NASA).
