Связь со Станцией имени Сагана прервалась 27 сентября 1997 года по неустановленной причине. Но собранных ею данных хватило, чтобы показать необходимость дальнейшего изучения красной планеты.
Марсианские овраги и сугробы
Несмотря на то, что новейшие данные о соседней планете указывали на полное отсутствие каких-либо признаков жизни на ее поверхности, оставался еще шанс, что она прячется где-то в глубине, под поверхностью. В любом случае, чтобы доказать теоретическую возможность существования на современном Марсе хоть каких-то форм жизни, требовалось подтвердить наличие там воды в жидком состоянии.
Первые (хотя и очень скромные) доказательства этому нашел еще «Марс Глобал Сервейор». Прекрасные снимки, переданные им с ареоцентрической орбиты, позволили обнаружить «молодые» глубокие овраги, объяснить происхождение которых можно, если только признать, что они образованы текущей водой.
Сотрудники Университета штата Колорадо Дженнифер Хелдманн и Майкл Меллон рассмотрели несколько гипотез образования этих оврагов: течение жидкой углекислоты, течение жидкой воды от таяния снежных сугробов, оползни под ветровым воздействием. В результате они пришли к выводу, что никакая из моделей формирования оврагов не соответствует тому, что мы видим на Марсе. Согласно их новейшей гипотезе, овраги формируются под размывающим воздействием воды, которая образуется из лежащего под грунтом льда, тающего в районах с геотермальной активностью.
Филип Кристенсен из Государственного университета Аризоны и Паскаль Ли из Института Марса (Калифорния) отстаивают теорию образования оврагов от таяния сугробов. Кристенсен утверждает, что сугробы служат защитой для жидкой воды, не давая ей испаряться при низком давлении.
Марсианские сугробы – наиболее вероятное место обитания микроорганизмов, если они там есть. Линн Ротшильд, специалист по экосистемам Исследовательского центра имени Эймса, показала, что в таких сугробах вполне способна жить и размножаться морская водоросль Chlamydomonas nivalis. Ее обнаруживают на склонах высоких гор в условиях разреженной атмосферы и низких температур. Сугробы, в которых она поселяется, со временем окрашиваются в красный цвет – за это они даже получили особое название: «арбузный снег» («watermelon snow»).
Озадачивают и темные пятна, заснятые аппаратом «Марс Глобал Сервейор». Они появляются буквально на глазах, и объяснить их природу никто не может. Возможно, это проступают грунтовые воды, а возможно, это песчаные наносы, формируемые смерчами.
Пристальное внимание вызывают и «серые» пятна, которые появляются на песчаных дюнах, расположенных на стенках кратеров в южном и северном приполярных районах Марса. Группа венгерских исследователей детально обследовала окрестности южного полюса. Выяснилось, что пятна появляются в конце зимы, а к лету исчезают. Сперва они появляются по периметру дюн и изредка – на песчаных гребнях. Их расположение (независимо от высоты местности) и форму (круглую на плоских поверхностях и продолговатую на склонах) нелегко объяснить с помощью одних лишь физических механизмов. Венгерские исследователи предложили биологическое объяснение феномена. Согласно их гипотезе, пятна могут представлять собой колонии микроорганизмов, которые на протяжении зимы находятся под поверхностью ледового покрова. После появления Солнца над горизонтом лучи света проникают сквозь лед, возобновляется процесс фотосинтеза, а выделяемое тепло нагревает ближайшие окрестности. По мере того как ледяной покров становится тоньше, колонии микроорганизмов становятся видимыми сквозь него как серые пятна. Как только лед полностью растапливается, они моментально обезвоживаются и становятся черными. По мнению ученых, это позволяет объяснить наличие у этих образований темного центра, окруженного серым ореолом.
Другие ученые также ведут поиск возможных физических и геологических объяснений феномена. Пятна могут образовываться при постепенном выделении газа, в том числе водяных паров, из марсианской коры. Рассматривается возможность формирования подобных пятен из пыли, переносимой ветром.
«Одиссей» находит воду
На вопрос о наличии воды на Марсе должен был окончательно ответить орбитальный аппарат «Марс Одиссей» («2001 Mars Odyssey»), получивший свое название в честь известного научно-фантастического романа Артура Кларка, экранизированного культовым режиссером Стэнли Кубриком. Аппарат стартовал 7 апреля 2001 года.
Перед «Одиссеем» были поставлены следующие задачи: глобальное картирование элементного состава поверхности Марса, определение количества водорода (то есть наличия водяного льда и воды) в тонком поверхностном слое, исследование минералогии поверхности с высоким пространственным и спектральным разрешением, изучение морфологии поверхности Марса и геологических процессов, которые ее сформировали. Предполагалось также получить данные для планирования мест посадки следующих автоматических межпланетных станций и выяснить радиационную обстановку вблизи Марса для оценки риска будущей пилотируемой экспедиции.
Итак, «Марс Одиссей» отправился в дальний путь. По дороге к Марсу у аппарата отказал один из приборов, но позднее операторам удалось его «оживить». Станция вышла на ареоцентрическую орбиту 11 января 2002 года. И открытие века состоялось! В первые же недели российский детектор нейтронов высоких энергий HEND, входящий в состав бортового гамма-спектрометра GRS, не просто подтвердил наличие воды, но нашел ее огромные запасы в южной полярной области Марса!
Картина снова переменилась. Если начиная с 1969 года наличие воды и водяного льда где-либо на Марсе отрицалось и считалось, что полярные шапки красной планеты состоят из замерзшего углекислого газа, то с 28 мая 2002 года, когда был опубликован официальный пресс-релиз НАСА, астрономам вновь пришлось пересматривать свое отношение к красной планете.
Первые наблюдения показали, что лед находится под 60-сантиметровым слоем грунта, занимая огромную площадь ниже 60° южной широты и под 30-сантиметровым слоем – ниже 75° южной широты. К сожалению, гамма-спектрометр не способен видеть глубже трех метров, поэтому трудно сказать, какую толщину имеет лед, но даже той воды, которая была обнаружена в самом начале работы аппарата, хватило бы, как сказано в пресс-релизе, чтобы «дважды заполнить озеро Мичиган»!
Ранние исследователи, от Гершеля до Тихова, неожиданно оказались правы, а их опровергатели – нет. Все же Марс горазд на уловки!..
За минувшие годы аппарату «Марс Одиссей» удалось составить более подробную карту распределения льда под слоем грунта. Новые открытия, сделанные на Марсе, прокомментировал Игорь Митрофанов, создавший детектор HEND, в интервью журналу «Новости космонавтики»:
«– Действительно ли различаются северная и южная полярные области по запасам водяного льда, или видимое отсутствие льда на севере Марса – чисто сезонный эффект?
– Правы оказались те, кто советовал подождать с выводами до прихода весны в северное полушарие Марса. С каждым месяцем уменьшался поток нейтронов от северной полярной области и возрастал – от южной. А это означало, что на севере зимний покров из сухого льда испарялся и обнажал богатый льдом грунт, а на юге, наоборот, углекислота из атмосферы оседала на грунт и закрывала собой лед. Максимальная толщина этого слоя сухой углекислоты… достигает 1,5 м на севере и приближается к 1 м на юге. <…>
Еще в декабре 2002 года… Уильям Бойнтон объявил, что количество льда в северной полярной области больше, чем в южной. <…> В то же время полигональные структуры на поверхности Марса, связанные с вечной мерзлотой, местами заходят ближе к экватору, чем выявленная теперь граница вечной мерзлоты. Вероятно, ближе к экватору лед залегает глубже. Но даже если учитывать только „видимые“ 2–3 метра выше 55° широты, то содержащаяся в них вода могла бы залить весь Марс слоем толщиной не менее 10 см.
– Верно ли предположение об отсутствии заметных количеств льда в экваториальных районах Марса?