История покорения Марса

Ср, 09/11/2013 - 20:41

Космический аппарат «Феникс» докладывает: на Марсе есть вода

Но дискуссии дискуссиями, а поиск жизни на Марсе решили продолжить. Особые надежды возлагались на космический аппарат «Феникс». Его миссия должна была ответить на три вопроса: пригодны ли полярные районы Марса для жизни, тает ли там периодически лед и как менялись погодные условия в зоне приземления в исторический период. Но главная задача аппарата — поиск воды на Красной планете, а значит и жизни.

«Феникс» стартовал 4 августа 2007 года с мыса Канаверал, а 25 мая 2008 года успешно «приземлился» в марсианской Арктике (это первый аппарат, который сел в полярном регионе Красной планеты). Благодаря этому зонду ученые окончательно убедились, что жизни на Марсе нет, но когда-то была и в перспективе может быть.

По словам заведующего аналитической лабораторией Института космических исследований НАН Украины и НКАУ Алексея Парновского, на Марсе неплохие температурные условия для существования человека. Кроме того, там есть атмосфера и слабое магнитное поле. С Парновским согласна доцент Университета Торонто Сабина Стенли, изучающая Красную планету. Она считает, что жизнь на Марсе исчезла 4 млрд. лет назад вследствие гигантского столкновения с другим космическим телом.
Сейчас можно говорить уже, что вода найдена. Возле полюсов в 30-километровом кратере есть замерзшее озеро, толщиной несколько десятков метров. Под марсианской корой есть вечная мерзлота.

Кроме того, на Марсе есть множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек. Согласно одной из гипотез, эти русла могли сформироваться в результате кратковременных катастрофических событий и не являются доказательством длительного существования речной системы. Однако последние данные свидетельствуют о том, что реки текли в течение геологически значимых промежутков времени.

В частности, обнаружены инвертированные русла (то есть когда русло приподнято над окружающей местностью). На Земле подобные образования формируются благодаря длительному накоплению плотных донных отложений с последующим высыханием и выветриванием окружающих пород. Кроме того, есть свидетельства смещения русел в дельте реки при постепенном поднятии поверхности.

Данные марсоходов НАСА «Спирит» и «Оппортьюнити» также свидетельствуют о наличии воды в прошлом (найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды).

Кроме этого, ученые подтвердили, что в прошлом на Марсе шли дожди, и получили доказательства того, что на поверхности планеты могли существовать водоемы. А орбитальный зонд Mars Reconnaissance Orbiter обнаружил на поверхности Марса «природный водопровод» (систему трещин и разломов, которая в прошлом подпитывала поверхностные воды из подземных).

Американским ученым из Университета Калифорнии в Санта Круз удалось установить, что марсианские долины появились в результате длительного воздействия дождей. Для своей работы они использовали сложную компьютерную модель атмосферных процессов на Марсе. В итоге получалась топографическая карта заданного участка поверхности планеты. Всего ученые провели более 70 симуляций. При помощи статистических методов полученные результаты сравнивались с высокоточными топографическими данными об этом же участке, собранными беспилотными аппаратами НАСА.

Симуляции показали, что долины образовались в результате воздействия именно дождей. По словам исследователей, климат на Марсе того времени напоминал климат некоторых районов Земли: имелись долгие периоды засухи, прерываемые краткими сезонами дождей. В эти сезоны вода удерживалась на поверхности, покрывая Марс сетью небольших речек. По словам ученых, этот период на Красной планете продолжался более 10 тысяч лет.

Одновременно это открытие опровергло гипотезу о том, что катастрофа (например, падение метеорита) вызвала резкое «увлажнение» марсианского климата, обернувшееся наводнением, которое длилось несколько сотен лет.

С другой стороны, в некоторых регионах планеты жизнь таки может существовать. Конечно, не в форме высших растений и животных, но даже мелкие микробы, живущие на другой планете — это уже сенсация.

Например, проанализировав данные, полученные аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter для марсианского региона под названием Аравийская Земля, ученые обнаружили в одном из кратеров две насыпи с расходящимися от них расщелинами. Эти структуры внешне напоминают гидротермальные источники в Дальхаузи (Австралия) при взгляде на них сверху.

Как известно, горячие источники являются потенциальной нишей для существования живых организмов. В прошлом, когда Марс был существенно более теплым и влажным, чем сейчас, источники могли подпитываться за счет подземных вод. Кроме того, ученые полагают, что найденные в кратере Гусева марсоходом «Спирит» залежи кремния могут быть следами гидротермальных источников.

Такой полезный СО2

И если даже жизнь на Марсе найти не удастся, ученые соглашаются, что эта планета очень удобна для так называемого терраформирования — т.е. изменения климата и атмосферы планеты, чтобы она стала пригодной к жизни. Подходящей для терраформирования может быть обитаемая планета, биологически сопоставимая планета (в состоянии, подобном земному миллиарды лет назад) или легко терраформируемая планета.

Последнее означает, что сделать из нее Землю можно с минимальными затратами. Например, планету с температурой, превышающей оптимум для биосферы Земного типа, можно охладить путем распыления пыли в верхних слоях атмосферы (это существенно повысит количество отраженных солнечных лучей). А планету с недостаточно высокой температурой, наоборот, нагреть путем осуществления направленных ядерных ударов в залежи гидратов, что привело бы к выбросу в атмосферу парниковых газов.
Но главное условие для этого процесса — наличие на планете воды в жидком или твердом состоянии. В противном случае ее нужно будет доставлять ледяным метеоритом, что принесет дополнительные затраты.

Из изученных астрономами планет наиболее похожим на Землю и, соответственно, первым кандидатом на терраформирование является именно Марс. В настоящее время открытые и достоверно установленные объемы воды на Красной планете составляют около 4,7 млн км³, и сосредоточены преимущественно в так называемой криосфере — приповерхностном слое вечной мерзлоты мощностью в десятки и сотни метров.

В основном, такие отложения водного льда расположены в крупных равнинных бассейнах, а массивы льда толщиной до 4 км сосредоточены в полярных шапках. Существуют предположения, что под полярными шапками могут существовать огромные озера жидкой и соленой воды. Исходя из собранных научных данных, существующие в настоящее время запасы воды (в форме льда) во всем объеме криолитосферы Марса предположительно составляют 7,7•1022 кг (77 млн. км³).
То есть, информация о планете, полученная за последние 10 лет, позволяет изменить марсианский климат. Ученые утверждают, что если найти метод, который бы позволил поднять огромное количество льда, растопить и разложить на водород и кислород, чтобы появилась жизнь, планету можно заселять.

Но из-за больших запасов воды возникает другая проблема. Поскольку полярные шапки Марса состоят в основном из воды, получается, что запасов углекислого газа на планете недостаточно для поддержания существующего давления атмосферы. Даже если весь СО2 на полярных шапках испарится, давление атмосферы повысится только на 2-3%. То есть углекислого газа на Марсе не хватит для полноценного парникового эффекта, чтобы растопить водяные льды и оросить планету в процессе ее терраформирования.

Следовательно, углекислый газ, из-за избытка которого так страдает Земля, кровь из носу нужен для Марса. Благо, в деле производства СО2 человечество преуспело.
Кроме того, хоть Красная планета и имеет магнитное поле, оно слабее земного примерно в 800 раз. Вместе с разреженной атмосферой это увеличивает количество достигающего его поверхности ионизирующего излучения. Средняя доза радиации на планете составляет примерно 220 миллирад в день (средняя годовая доза на Земле составляет 300 миллирад). Следовательно, будущих жителей планеты нужно как-то от этой радиации защитить.

Американский ученый Роберт Зубрин, автор книги The Case of Mars, бывший инженер аэрокосмической фирмы и заодно основатель «Марсианского общества», утверждает, что терраформирование Красной планеты можно провести всего за 1000 лет. Это, конечно, не рекорд — британский писатель и астроном Пол Берч предлагает терраформировать Венеру за одно столетие — но намного быстрее, чем давали прежние оценки ученых (от 20 до 100 тысяч лет). Роберт Зубрин, понимая всю сложность процесса, предложил многоступенчатый план превращения Марса в планету, пригодную для жизни человека, а его на первый взгляд фантастические идеи опубликовал известный научный журнал Popular Science еще в 2007 году.

Учитывая уровень технического прогресса человечества, Роберт Зубрин предлагает приступить к процессу в 2150 году и закончить его в 3150 году. По земным меркам — невероятно много, но по меркам эволюции планет, когда большие изменения происходят за миллионы или миллиарды лет — это одно мгновение. Основная идея терраформирования по Зубрину не нова: нагрев планеты за счет парниковых газов.

Вначале инженер предлагает построить огромное зеркало диаметром 125 км на орбите Марса. Оно будет направлять на Красную планету дополнительный свет, начав повышение его температуры и растопление льда. Разумеется, сейчас представить себе, как можно построить такую «махину» — попросту нереально. Однако было ли реально лет 50 назад то, что по другим планетам и спутникам будут колесить земные аппараты?

После того, как Марс немного прогреется и на нем начнутся новые климатические процессы, надо будет доставить туда аммиак — хороший парниковый газ. Зубрин в своей статье указывал на необходимость сбросить на планету несколько ледяных комет, чтобы поставить воду, но за прошедшее время ученые получили данные, что воды на Марсе и так хватает.

Аммиак же доставить можно астероидами. К тому же, сила удара высвободит воду из марсианских льдов. По расчетам Зубрина, для повышения температуры планеты на 3°С нужно сбросить на Марс 40 астероидов диаметром 2,5 км каждый. А на это уйдет несколько десятков лет и, заодно, ядерных боеголовок (для коррекции орбит небесных скал). К этому моменту человечество вполне уже приступит к постройке на Марсе первых постоянных поселений. Они потянут за собой промышленность, будет развиваться энергетика, и тут-то можно будет вплотную заняться еще одним пунктом программы — постройкой заводов по выбросу парниковых газов.

Они должны использовать местное марсианское сырье и солнечную энергию (или ядерную), чтобы круглосуточно поставлять в атмосферу сотни тысяч тонн тетрафторметана (CF4). Зубрин хочет повторить на Марсе земной опыт, где парниковые газы являются побочными продуктами производства. На Марсе же они будут основным продуктом (как на Земле есть, например, заводы по производству СО2).

По расчетам Роберта Зубрина, за полвека несколько таких заводов поспособствуют поднятию марсианской температуры на целых 10 градусов! Ну а потом заработают экосистемы Марса. Нагрев планеты приведет к освобождению из почвы дополнительных газов, которые повысят температуру Марса еще на 10 градусов в течение 20 лет. Затем растают льды, появятся облака.

Далее полет фантазий Зубрина зашкаливает. После всех этих процедур (учтите, что по плану Зубрина в это время на Марсе уже живут люди под куполом временных поселений), в 2250 году давление атмосферы будет составлять одну пятую земного (а в глубине планеты, например, в кратерах, и того выше). Это позволит «марсианам» ходить по планете без скафандров, но с кислородными масками. Мелочь, но приятно.

И вот тогда нужно будет разводить сады и сельскохозяйственные культуры. Украинские ученые из Института молекулярной биологии и генетики НАН Украины в прошлом году вырастили бархатцы в лунном грунте, точнее, его аналоге — перемолотом минерале анортозите. Правда, им пришлось добавить в него некоторые бактерии и периодически поливать. В общем, успех налицо.

В том числе и используя этот опыт, можно засаживать планету. А когда температура на экваторе там вырастет до 32°С, на Марсе появились бы открытые водоемы, и можно было бы начать высадку земных растений на планете. Но первыми к насыщению атмосферы кислородом приступили бы какие-нибудь лишайники и фотосинтезирующие бактерии.

Далее ситуация следующая. Поскольку углекислого газа в атмосфере Марса образовалось достаточно (во многом благодаря заводам), то его как раз и будут поглощать растения, выделяя кислород. Содержание CO2 в атмосфере к 2250 году упадет в разы (с нынешних 95%).

Однако если первая стадия, по сути, закончится за 100 лет, окончательно Марс терраформируется еще за 900. Причем этот процесс сам по себе не закончится — необходимо будет активно культивировать растения в марсианских городах и селах, контролируя изменения в атмосфере. Тогда Марс завершит все преобразовывающие процессы и станет Землей.

Другие материалы рубрики


  • ...Воздушно-космический самолет (ВКС) «Сура» уже был представлен «ПО Южный машиностроительный завод» на двух последних авиационно-космических салонах «Авіасвіт-XXI» в Украине. Он конструктивно состоит из двух ступеней, возвращаемых для многократного использования. Орбитальный самолет ВКС «Сура» в беспилотном варианте предусматривается использовать самостоятельно, а также для формирования и обслуживания спутниковых группировок, в т.ч. с использованием возвращаемых для многократного использования спутников-трансформеров, обеспечения работы на орбите «космического завода», например, по вышепредставленной теме «Молекулярный экран», а также для доставки на орбиты и с орбит грузов массой до 300 кг...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Выбрав базу в качестве первого приоритета освоения Луны, группа Лавойе пришла к необходимости пересмотра проектных наметок по лунному модулю LSAM. Главной его задачей становится доставка на поверхность Луны максимального количества полезного груза, а масса посадочной и взлетной ступени должны быть сведены к минимуму. Роль последней сводится исключительно к доставке экипажа с базы на лунную орбиту: жить в ней даже временно, как во времена программы Apollo, не предполагается. Масса доставляемого груза оценивается сейчас в 6000 кг...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Результаты экспериментов были противоречивыми. Из необработанного грунта при воздействии искусственного солнечного света и воды выделилось некоторое количество углекислого газа, но еще больше кислорода. Без солнечного света или с предварительной стерилизацией грунта результат практически не изменился. Высвобождение газов могло быть прекращено, если температура превышала 120° С. Поскольку в почве не было обнаружено никаких органических соединений, то сделали вывод, что наблюдаемые реакции, вероятно, были химическими и обусловлены наличием в грунте сильного окислителя, такого, как перекись водорода. Вероятность наличия жизни сильно уменьшилась, но некоторые ученые до сих пор считают, что жизнь на Марсе есть — только в очень экзотической форме.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Жизнь на Марсе похоронили рано. Хотя «рассол», когда-то покрывавший Меридианное плато, был слишком кислым и соленым, в других районах планеты условия для развития жизни были «благоприятными», говорят ученые. Там остались глины, а в них могли остаться следы жизни.
    В феврале 2008 года ученые, казалось, похоронили всякую надежду на то, что Марс когда-то мог быть пригодным для жизни. Да, вода здесь была в достаточно значительных количествах, подтвердили они на основании данных, собранных марсоходом Opportunity на Меридианном плато Марса. Но жить в этой воде было невозможно, поскольку она представляла собой насыщенный раствор солей серной кислоты, в котором образовывались сульфаты, дошедшие до наших дней. Раствор представлял чрезвычайно кислую среду, жить в которой известные нам микробы не в состоянии, и этот «рассол» наверняка погубил все возможные формы жизни.



  • «3 июня 2010 года шестеро бесстрашных исследователей отправились в невообразимый 520 суточный полет к далекому Марсу, таинственной красной планете…». Это не строки научно-фантастического романа. Так мировые информационные агентства начинали свои сообщения о беспрецедентном эксперименте «Марс-500» - наземной имитации полета к красной планете, проводимой Институтом медико-биологических проблем РАН в кооперации с иностранными партнерами.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Полеты на Луну, строительство на ней базы, экспедиции на Марс…. Это уже давно не фантастика. Полеты на Луну состоялись в 1969-1972 гг., а с 2004 г. начали разрабатываться планы дальнейших пилотируемых исследований Луны и полетов на Марс. В 2004 г. США обнародовали программу «Constellation», включавшую завершение постройки международной космической станции (МКС) и окончание эксплуатации ракетно-космической системы (РКС) «Space Shuttle» в 2010 г., создание космических кораблей (КК) «Orion» и ракет-носителей (РН) «Ares I/V» для замены РКС «Space Shuttle» и обеспечения исследований Луны и Марса пилотируемыми КК.

    • Страницы
    • 1
    • 2