Есть ли жизнь на Красной планете? Ответ на этот вопрос мы скоро получим — туда в феврале 2021 года прибыли сразу три научные миссии

Марсианский пейзаж

Орбитальный зонд Hope из ОАЭ займется в частности климатическими исследованиями Красной планеты и изучением причин утечки из ее атмосферы водорода и кислорода.

Китайская миссия Tianwen-1 изучит атмосферу, рельеф, геологические характеристики и особенности магнитного поля планеты. Это позволит сделать выводы относительно возможных признаков жизни на Марсе.

Американская Mars-2020 включает в себя однотонный ровер Perseverance и двухкилограммовый беспилотник вертолетного типа Ingenuity. Основная цель программы Mars-2020 — астробиологические исследования.

jpl.nasa.gov

Оптимальный маршрут

Как известно, Земля и Марс движутся вокруг Солнца с разной скоростью: Земля совершает оборот за 365,25 земных суток, Марс — за 686,98. Поэтому мы то сближаемся, то разлетаемся. Минимальное теоретически возможное расстояние между Марсом и Землей в момент, называемый противостоянием, составляет 54,6 миллиона километров (для сравнения расстояние до Луны — около 380 тысяч километров). А максимальное расстояние между нашими планетами — 401 миллион километров.

Траектория полета на Марс может быть эллиптической, параболической или гиперболической. От траектории зависит, сколько топлива нужно для полета на Марс и сколько придется потратить времени в пути.

Самая экономная по топливу — эллиптическая траектория. Полет по ней к Марсу занимает примерно 260 суток. Именно по эллиптическим траекториям происходили все полеты космических аппаратов к Марсу до сих пор. Корабль разгоняют до второй космической скорости (около 11,6 км/с), и он летит по инерции, по эллипсу, касающемуся орбит Земли и Марса. 

Параболическая траектория позволяет добраться до Марса за 70—80 суток, но разогнать корабль нужно до третьей космической скорости — 16,7 км/с. Это означает, что при запуске и торможении у Марса горючего потребуется примерно в четыре раза больше, чем при полете по эллиптической траектории. Гиперболические траектории, при скоростях свыше 16,7 км/с, — самые короткие, но еще более энергоемкие.

Хотя параболическая и тем более гиперболическая траектория требуют больших затрат топлива, сейчас планы пилотируемых экспедиций на Марс связаны именно с такими траекториями. Сколько человеку лететь до Марса — этот вопрос важен в контексте сильной радиации в межпланетном пространстве. Полет с экипажем должен быть как можно короче, что позволит снизить требования к радиационной защите корабля. Кроме того, так можно сэкономить воду, пищу и кислород.

Как бы быстро ни добралась предстоящая экспедиция на Красную планету, астронавтам придется ждать нового «окна», когда долететь от Марса до Земли можно будет за приемлемое время. С учетом этого путешествие на Марс займет примерно 2,5 года независимо от выбора траектории: чем меньше времени в полете, тем дольше придется пробыть на Марсе.

Марсоходы торят путь 

Первым ровером, который удачно приземлился на Марс, был американский Sojourner. Он в 1997 году проработал на планете целых три месяца, в разы перекрыв расчетное время жизни. Sojourner успел выслать массу фотографий Марса, а также провести несложные метеорологические и геологические исследования.

Сейчас на Марсе работает 900-килограммовый ровер Curiosity с радиоизотопным источником питания, попавший на планету еще в августе 2012 года. Его основная задача — бурить и исследовать пробы. На данный момент миссия продлена на неопределенный срок.

Еще раньше, в 2008 году, на планете появилась малогабаритная станция Phoenix, одной из миссий которой был поиск внеземной жизни. Аппарат не был приспособлен к перемещению, отличался относительной дешевизной (400 миллионов долларов) и прожил в активном состоянии всего несколько месяцев. Тем не менее Phoenix открыл на Марсе воду и провел несложный химический анализ грунта.

Марсианская сейсмостанция с буровой установкой InSight от NASA приземлилась на планету в 2018 году и до настоящего времени успешно отправляет на Землю результаты исследований. А 18 февраля 2021 года на поверхность сел ровер Perseverance. 

В поисках жизни

Прежде всего, Perseverance — это самый большой ровер, который удалось на данный момент доставить на Красную планету. Длина — около 3 метров, ширина 2,7 метра и высота 2,2 метра. Для немаленького ровера использовали сверхпрочные и сверхлегкие материалы, отчего вес аппарата в земных условиях едва превышает тонну. В условиях Марса Perseverance будет весить в два с половиной раза меньше.

Запуск столь сложного и дорогостоящего проекта (более трех миллиардов долларов) должен быть обеспечен соответствующей исследовательской программой на Марсе. Чтобы оправдать потраченное, американцы оснастили ровер сразу несколькими интересными гаджетами.

Например, интересным гаджетом для ровера является PIXL, предназначенный для сканирования рентгеновскими лучами окружающей местности. Прибор проводит дистанционное тестирование грунта на предмет химических веществ и элементов, которые могут быть маркерами живых существ. Разработчики уверяют, что PIXL способен распознавать более 26 химических элементов. Аналогичную задачу выполняет многофункциональный сканер SuperCam, способный с семи метров определять атомный и молекулярный состав горных пород. 

И это еще не все. Анализ на предмет наличия следов жизни проводят «криминалисты» SHERLOC и WATSON. SHERLOC работает в ультрафиолетовом диапазоне, ощупывая лазером окружающие горные породы. Принцип очень сходен с работой земного сыщика, отыскивающего биологические улики с помощью УФ-фонарика. WATSON, в свою очередь, фиксирует все происходящее на камеру. Пара сенсоров вместе с «рентгеном» PIXL размещены на конце штанги-манипулятора ровера.

Земные микробы на Красной планете

Профессор генетики из Корнеллского университета Кристофер Мейсон уверен, что NASA могло уже отправить на Красную планету формы жизни с Земли. По его мнению, она может там появиться из-за марсохода Perseverance. Несмотря на тщательную подготовку летательных аппаратов перед полетом на соседнюю планету, некоторые бактерии, грибки или вирусы могут оставаться на поверхности устройств. «Микробы существуют на Земле миллиарды лет, и они повсюду: внутри нас, на наших телах и вокруг нас. Некоторые могут проникать даже в самые чистые из чистых помещений», — рассказывает ученый.

Избежать попадания земного многообразия форм жизни невозможно, учитывая, что планируются полеты людей на Красную планету. Неся в себе коктейль из микробов, человек в любом случае «заразит» Марс. В теории, видоизменение грибков, вирусов и микробов может помочь понять, как человеку лучше адаптироваться к условиям жизни на новой планете, уверен генетик. 

Михаил ГОВОРЕНЬ
Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter