21–25 февраля 2005 в Европейском центре космических исследований и технологий ESTEC (Ноордвейк, Нидерланды) состоялась первая большая научная конференция по результатам первого года работы АМС Mars Express на орбите спутника Марса. На форуме, в котором участвовало примерно 250 человек и было сделано свыше 100 сообщений, разработчики научной аппаратуры станции постановщики экспериментов представили чрезвычайно интересные данные о недавней истории и современном состоянии Марса.
    Специальная вечерняя сессия 24 февраля была посвящена жизни на Марсе, а точнее – возможности ее существования, районам, где жизнь более вероятна, и результатам измерений с борта Mars Express и других спутников, которые проще всего объяснить активностью живых организмов.


    Витторио Формизано доложил об исследованиях малых составляющих атмосферы Марса с помощью Фурье-спектрометра PFS, созданного специалистами Италии, России, Франции, Испании, Германии и Украины. В этих малых составляющих, возможно, – ключ к тайне жизни на Марсе. Часть полученных результатов уже докладывалась на конференции в итальянском городе Искья 19–23 сентября 2004 г., но подлинный международный резонанс они обрели лишь сейчас.
    Еще год назад, в марте 2004 г., было объявлено о нахождении в атмосфере Марса метана CH₄ в количестве около 10 частей на миллиард, или 10 ppb. Сейчас, когда обработано уже свыше 1680 измерений, эта оценка подтверждена: в среднем в марсианской атмосфере 11±5 ppb метана. Но именно в среднем – а над отдельными районами Марса концентрация метана различается. Так, измерения на витке 145 наилучшим образом согласуются с уровнем 35 ppb, а на витке 72 метан не обнаружен вовсе.
    Формизано сообщил далее, что в марсианской атмосфере присутствует формальдегид HCOH. В среднем его 130±50 ppb, максимальная концентрация достигает 250 ppb. Картина распространения формальдегида повторяет распределение метана. Так, на витке 145 его зарегистрировано примерно 200 ppb, а на витке 72 – менее 50 ppb, причем основные линии формальдегида отсутствуют.
    С помощью PFS исследован и водяной пар. На высоте 10–15 км над поверхностью он распределен практически равномерно. Однако ниже, в области пограничного слоя, концентрация водяного пара различается в 2–3 раза. Наибольшая она над тремя экваториальными регионами (Земля Аравия, равнина Элизий, Аркадия и Мемнония), наименьшая – в умеренных широтах южного полушария.

Перспективное изображение, синтезированное по снимкам камеры HRSC. Это каньон Офир в северной части Долин Маринера (288°в.д., 4°ю.ш.). Снимок был сделан в апреле 2004 г. на витке 334 станции Mars Express с разрешением около 36 м. Цветное перспективное изображение синтезировано группой Г.Нейкума из кадров надирного и цветного каналов HRSC с использованием цифровой модели рельефа, построенной по кадрам цветных каналов. ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

MARS EXPRESS

MARS EXPRESS

«Сообщения от 16 февраля 2005 г. о том, что ученые NASA из Исследовательского центра имени Эймса (МоффеттФилд, Калифорния) обнаружили серьезные доказательства возможности существования жизни на Марсе, неверны. NASA не имеет никаких наблюдательных данных от какой бы то ни было из нынешних марсианских миссий, которые поддерживали бы это заявление. Работу упоминаемых в этих сообщениях ученых нельзя использовать для того, что бы делать непосредственные выводы о жизни на Марсе, однако она может помочь сформулировать стратегию поиска марсианской жизни. Их исследования имеют дело с экстремальными областями на Земле как аналогами возможных условий среды на Марсе. Они не представляли никакой исследовательской статьи в какойлибо научный журнал, в которой бы утверждалось наличие марсианской жизни».     Прессрелиз штабквартиры NASA от 18.02.2004

MARS EXPRESS

    А теперь самое интересное. С названными областями перекрываются районы максимального содержания метана и формальдегида в атмосфере. Более того, это одновременно и места максимальной концентрации воды (льда) в грунте по данным российско-американского комплекса HEND/GRS/NS на станции Mars Odyssey, если исключить из рассмотрения полярные области.
    Что же из этого следует? Под действием ультрафиолетового излучения метан в атмосфере Марса разрушается за время порядка 300–600 лет, и для того чтобы его содержание оставалось на уровне 11 частей на миллиард, необходимо поступление в количестве около 150 тонн в год. Для этого более чем достаточно «горячих» химических процессов в грунте – окисления железа горячих базальтовых пород с выделением водорода, который соединяется с углеродом и образует метан. По приведенным Формизано оценкам, они могут давать в год до 100000 тонн метана.
    Формальдегид в условиях марсианской атмосферы должен разлагаться всего лишь за 7.5 часов. Чтобы он тем не менее присутствовал в наблюдаемых количествах, необходим гораздо более высокий уровень «производства». Формальдегид может получаться при окислении метана, причем в реальных марсианских условиях, в присутствии оксидов железа и влаги в грунте и под воздействием солнечного ультрафиолета этот процесс должен идти легко. Но если это так, то темп производства метана должен быть намного выше – порядка 2–5 млн тонн в год.
    Какой процесс может обеспечить столь высокий уровень поступления метана в атмосферу? Современный вулканизм и гидротермальная активность на Марсе пока не найдены, химических процессов в грунте явно недостаточно. Есть и другие возможности, к примеру взаимодействие космических лучей с вечной мерзлотой и поступление с метеоритами и кометным веществом, но их «производительность» еще предстоит оценить, и она вряд ли будет достаточной.
    С другой стороны, органическая жизнь могла бы быть поставщиком метана (и, следовательно, формальдегида) в наблюдаемых количествах, синтезируя его из углекислого газа и водорода. Для сравнения: на Земле годовое поступление метана в атмосферу – около 500 млн тонн, и почти весь он биологического происхождения.
    Итак, совпадение областей повышенной концентрации воды в грунте, водяного пара, метана и формальдегида в атмосфере указывает на их вероятный общий подповерхностный источник. Не исключено, что этим источником является слой льда под «покрывалом» марсианского грунта, подпитываемый геотермальным теплом, а ниже ледяного слоя присутствует и жидкая вода.

Цепочка Копрат (14°ю.ш., 301°в.д.) в южной части Долин Маринера – это цепь провалов глубиной 2500–3000 м, которая тянется параллельно каньону Копрат. О природе светлой детали на дне на сайте ЕКА ничего не говорится. Снимок HRSC сделан на 438-м витке 25 мая, а опубликован 17 ноября 2004 г. Разрешение – 43 м.

MARS EXPRESS

    Предположение о том, что в этих подповерхностных слоях Марса в настоящее время существует жизнь, наилучшим образом объясняет результаты Фурье-спектрометра PFS. Это могут быть метаногенные бактерии, а в водной среде того или иного типа могут существовать и более сложные организмы.
    Чрезвычайная важность такого вывода требует дополнительной многократной проверки различными методами, включая и непосредственный поиск живых микроорганизмов «на месте».
    Весной и летом 2004 г. сообщения группы Формизано об открытии метана на Марсе были встречены весьма настороженно. Дело в том, что в традициях ученых сначала публиковать результаты в научных журналах, а уже затем устраивать прессконференции. И если говорить о публикациях, то группа Владимира Краснопольского, работающего в Американском католическом университете в Вашингтоне, первой опубликовала в журнале Icarus данные наблюдений на франко-канадско-гавайском телескопе обсерватории Мауна-Кеа, получив все тот же уровень метана: 10 частей на миллиард.
    Руководитель третьей группы – Майкл Мумма (Michael Mumma) из Центра космических полетов имени Годдарда NASA впервые сообщил об обнаружении метана в атмосфере Марса еще в 2003 г. после наблюдений на ИК-спектрометрах телескопов Gemini-South (Чили) и W.M.Keck (Гавайи).
    К достижению европейских «конкурентов» он отнесся скептически, указывая на сложность идентификации линий метана в спектрах PFS. Однако 11 ноября Мумма представил собственные результаты: в полярных районах метана 20–60 ppb, в экваториальных не более 250 ppb, наиболее высока концентрация этого газа над бассейном Хеллас (Эллада) и над Долиной Маринера.
    «Честно говоря, я шокирован этими результатами», – заявил Мумма.
    Майкл Мумма полагает, что молекулы метана могут удерживаться в молекулах метангидратов. Эти метангидраты могли образоваться многие миллионы лет назад с участием метана как вулканического, так и биогенного происхождения. Сейчас они могут разлагаться под действием тепла, высвобождая воду и метан. Вариант объяснения с привлечением жизни, конечно, интереснее…
    25 февраля, в последний день конференции в Ноордвейке, ведущий секции астробиологии Эверетт Гибсон из Космического центра имени Джонсона NASA провел опрос среди участников. Три четверти присутствующих ответили положительно на вопрос, могла ли жизнь на Марсе существовать в прошлом, а 25% полагают, что она есть там и сегодня.


    Существуют ли на Земле условия, аналогичные марсианским, и живут ли в них микроорганизмы? Да, существуют и живут.
    В сухих долинах Антарктиды, где осадки выпадают редко и лишь в виде снега и где стоят поистине марсианские холода, внутри камней находят значительное разнообразие микроорганизмов и даже лишайники. Другие виды бактерий и грибов живут в соленом грунте при среднегодовой температуре воздуха -30°C. В Антарктике и Арктике цианобактерии живут на нижних сторонах камней, защищенные от обильного ультрафиолета, но не от крайне низких температур.
    И это еще не все. В 1990-е годы в ходе глубинного бурения и поисков нефти были обнаружены анаэробные организмы, живущие на значительных глубинах в земной коре – от 200 до 3000 м. Никогда не видя солнечного света, они «дышат» углекислым газом, «едят» водород и выделяют метан.
    В рамках Международной программы океанского бурения установлено, что живые организмы-прокариоты имеются в морских отложениях на глубине по крайней мере 750 м от уровня океанского дна в количестве до 10 млн/см³ и выше. Живые организмы на глубинах порядка 400 м изменяют вулканическое стекло, которое в значительном количестве присутствует в вулканических породах океанского дня. Сообщения об обнаружении подобных микроорганизмов приходят сегодня буквально каждый месяц. По консервативным оценкам, эта глубинная биомасса достигает 10% от живущей на поверхности Земли.
    В 1999 г. профессор биологии Университета Арканзаса Тимоти Крал (Timothy Kral) смоделировал из пепла гавайских вулканов марсианский грунт с малой увлажненностью и добился устойчивого существования в нем колонии анаэробных метаногенных бактерий.
    На глубине 3000 м в ледниках Гренландии обнаружено несколько видов очень мелких бактерий. Абсолютно необычные микроорганизмы правильных геометрических форм живут в воде Большого Соленого озера в Юте в условиях, которые могли в прошлом существовать в соленых озерах Марса. Бактерия Deinococcus radiodurans выдерживает дозы радиации в тысячи раз большие, чем смертельные для человека – а ведь поверхность Марса свободно облучается ультрафиолетом. Перечислять виды экстремофилы с уникальной стойкостью к температуре, радиации, соленой, щелочной или кислой среде, к тяжелым металлам можно долго.
    Сравнительно недавно Роберт Фолк (Robert Folk) из Университета Техаса и другие исследователи обнаружили нанобактерии – живые организмы исключительно малых размеров, порядка 30–100 нм, меньше вирусов. Они вездесущи и живут даже в тканях кровеносных сосудов человека. Из них даже не удается выделить ДНК, однако они живут и размножаются. Аналогичные по размеру и форме окаменелые детали найдены в марсианском метеорите ALH84001.
    Впрочем, есть на Земле и место, где бактериальную жизнь обнаружить не удается. Это центральная, наиболее сухая часть чилийской пустыни Атакама…


    Вернемся теперь к цитате, вынесенной в эпиграф этой статьи. О чем речь?
    Речь идет об исследовании уникальной экосистемы реки Рио-Тинто в юго-западной Испании. Этот район богат сульфидом железа, и с дождями в реку попадает слабый раствор серной кислоты. Вода Рио-Тинто рубиново-красная, так как она переносит много растворенного окисленного железа.
    Современные отложения Рио-Тинто представляют собой сульфат железа, более старые – гётит и еще более старые – гематит. Таким образом, район Рио-Тинто по минеральному составу очень близок к равнине Меридиана на Марсе.
    Весной и осенью 2003 г. в районе Рио-Тинто работала американо-испанская экспедиция, в которой приняли участие сотрудники Исследовательского центра имени Эймса NASA Кэрол Стоукер (Carol Stoker) и Лари Лемке (Larry Lemke). Они исследовали необычный комплекс подповерхностных форм жизни, метаболизм которой тесно связан с химией Рио-Тинто, считая эти микроорганизмы аналогами марсианских.
    Стоукер и Лемке представили статью о результатах исследования биосистемы Рио-Тинто в журнал Nature для публикации в мае 2005 г. и 13 февраля доложили о них группе сотрудников NASA. Изложение этой беседы появилось 16 февраля на сайте Space.com. Опираясь на наличие метана в атмосфере Марса и минерала ярозита на равнине Меридиана, ученые заявили, что эти признаки биологической активности вполне соответствуют земным и недвусмысленно говорят о жизни на Марсе – в подземных пустотах вблизи «карманов» воды. А поэтому нужно бурить марсианский грунт и искать жизнь.
    Два дня спустя NASA отреагировало на эту публикацию необычайно жестким официальным заявлением, старательно открещиваясь от самой темы жизни на Марсе…


    Если бы не тема жизни, первой сенсацией конференции в Ноордвейке стало бы сообщение профессора Герхарда Нейкума (Gerhard Neukum) и Джона Марри (John B. Murray) о результатах детальной съемки поверхности Марса стереокамерой высокого разрешения HRSC.
    За год работы на орбите получены цветные стереоснимки с разрешением лучше 40 м на пиксел для 20% поверхности Марса, и в т.ч. около 10% – с разрешением лучше 20 м. Некоторую, очень небольшую их часть ЕКА уже опубликовало, другие были впервые представлены 21–23 февраля в Ноордвейке. И среди них – снимок участка равнины Элизий (5°с.ш., 150°в.д.) к югу от одноименной горы и купола Альбор, сделанный еще год назад, 19 января 2004 г., на 32-м витке станции. Отличить его от вида полярных морей Земли весной, когда лед тает и раскалывается, почти невозможно. Несомненно, это замерзшее море, над которым возвышается паковый лед – айсберги размером от 30 м и до 30 км.
    Видны границы, по которым раскалывался лед; местами льдины повернулись друг относительно друга и разошлись на несколько километров, в других – оставили ровные или искривленные следы на возвышенностях и краях кратеров. Ранее эти «плиты» считались полями вулканической лавы, и в восточной части равнины Элизий они действительно присутствуют. Однако такие крупные лавовые плиты, как в описываемой области, на Земле не известны, и в целом равнина Элизий намного более плоская, чем можно было ожидать для лавового поля. Вариация высоты – менее 5 м на пространстве в 60 км.

MARS EXPRESS

    По количеству и размеру ударных кратеров возраст замерзшего моря оценивается всего в 3–7 млн лет, причем плиты оказываются в среднем на 1 млн лет старше, чем промежутки между ними. Вода, очевидно, поступила в ходе катастрофического наводнения из близлежащих долин Атабаска и борозд Цербера. Глубина моря составляла примерно 45–50 м, а его площадь достигала 800x900 км. Кратеры, существовавшие до затопления, углубились благодаря ему на 18–85 м. Сейчас льдины занесены слоем пыли и вулканического пепла, не тают и не испаряются.
    Доклад Нейкума был посвящен результатам «фокусированных» исследований по трем основным темам (вода, лед и ледники, вулканизм) и районам их проявления. Вот эти районы: гора Олимп, долины Мангала, море Элизий, долина Касэй, долина Арес и хаос Иани, Северная полярная шапка.
    Интереснейшие данные получены по вулкану Олимп – величайшей вершине Солнечной системы. Установлено, что извергаемая вулканом лава расплавляла снежно-ледовый слой на вулканическом щите, и вода вблизи Олимпа существовала в жидком состоянии. На восточном склоне вулкана эти процессы происходили от 200 до 20 млн лет назад, а на западном – от 200 до 2.5 млн лет.
    В геологических масштабах времени это по существу сегодня, и оснований считать Марс мертвой планетой более нет. На западном склоне Олимпа всего 4 млн лет назад происходила мобилизация воды из подземных источников и формирование ледников.
    На снимке борозд Эхус выявлено присутствие воды на поверхности Марса миллиарды лет назад, причем вода изливалась гигантским водопадом с 4000-метрового обрыва и образовала озеро внизу в долине. Позднее, когда на Марсе стало холоднее, образовались гигантские ледники, которые «пропахали» долину Касэй. В ней выявлены следы ледовой эрозии и сравнительно недавние (20 млн лет) следы воды, появившейся в результате вулканической деятельности.
    В Северной полярной области Марса камера HRSC впервые выявила слои водяного льда и пыли. Обнаружены обрывы 2000-метровой высоты, кальдеры и дюны из темного материала – вероятно, вулканического пепла. Непосредственно в районе полюса обнаружены поля вулканических конусов высотой до 600 м с признаками очень недавней, а возможно, и современной активности.

Слои водяного льда на северном полюсе и вулканы

MARS EXPRESS

    В то же время спектрометр OMEGA не выявил на Марсе областей постоянного существования океанов или озер в последние 3 млрд лет. Как сообщил руководитель этого эксперимента Жан-Пьер Бибринг, не удалось найти протяженных областей залегания карбонатов, которые должны были образовываться при захвате CO₂ из первичной плотной атмосферы Марса. Очевидно, Марс потерял большую часть атмосферы довольно рано в своей истории и никогда не испытывал существенного парникового эффекта.
    Сейчас вода присутствует в виде льда в полярных областях и в гидратированных минералах, считает Бибринг. От древних эпизодов существования жидкой воды остались глины, найденные OMEGA в некоторых старых кратерированных районах. Кроме того, обнаружены гидратированные сульфаты в трех основных областях: в долинах Маринера (яркие стратифицированные отложения), в 400 км к востоку от места посадки Opportunity и вблизи Северного полюса, где материалом темных дюн является… гипс. Эти области, сформированные в раннюю влажную и теплую эпоху истории Марса, перспективны для будущих исследований.


    Радиопросвечивание атмосферы Марса позволило изучить состояние атмосферы во время южной полярной ночи. В это время зарегистрировано очень низкое атмосферное давление (4 мбар) и очень низкая температура на высоте до нескольких километров над поверхностью: -143…-130°C. В таких условиях углекислый газ – основной компонент марсианской атмосферы выпадает в виде снега…
    Изучено также состояние ионосферы в предрассветные часы. Как показывает эксперимент MaRS, в это время ионосфера заполняется лавиной электронов и других заряженных частиц, вызванных солнечным излучением. Наибольшая плотность ионизированного слоя (порядка 5·10¹⁰ частиц в 1 м³) отмечается на высоте 130–150 км над поверхностью.
    Измерения с помощью прибора ASPERA-3 пролили свет на историю марсианской атмосферы. Как рассказал Станислав Барабаш, представляющий ныне Шведский институт космической физики в Кируне, так как планета не имеет глобального магнитного поля, на ее дневной стороне солнечный ветер проникает значительно ближе к поверхности, чем на Земле – до высоты примерно 270 км. В результате солнечный ветер «выдувает» из атмосферы Марса до 100 тонн вещества в сутки. Этот «планетный ветер» имеет скорость около 400 км/с, а достаточно тяжелые ионы ускоряются до очень высоких энергий. Преимущественно уходят ионы атомарного и молекулярного кислорода O+, O₂+, а также ионизированные монооксид и диоксид углерода CO+, CO₂+. Вполне вероятно, что и вода была утрачена Марсом ранее этим же путем. На дневной стороне аппаратура ASPERA-3 впервые зарегистрировала уходящие от планеты энергичные нейтральные атомы водорода.
    Аппаратура SPICAM зарегистирировала в атмосфере Марса очень мало озона – примерно в 300 раз меньше, чем на Земле. Таким образом, ультрафиолетовое излучение Солнца беспрепятственно проникает к поверхности. Области максимальной концентрации водяного пара совпадают с минимумами озона. Если учесть, что на Земле в последнее время регистрируется увеличение количества водяного пара в стратосфере, возникает вопрос: представляет ли оно новую угрозу для озонового слоя?


    Как мы уже писали, Mars Express был введен в режим нормальной научной работы 3 июня 2004 г. Аппарат обращается вокруг Марса по вытянутой полярной орбите наклонением 86° и высотой в перицентре около 250 км. С июля 2004 и вплоть до февраля 2005 г. аппарат работал без серьезных замечаний.
    Между 22 августа и 27 сентября большая часть научной программы была приостановлена – Марс проходил точку соединения с Солнцем. Выполнялся лишь радиоэксперимент MaRS – радиопросвечивание солнечной короны сигналом аппарата. При выходе из-за Солнца все системы станции были в порядке, но точка перицентра орбиты оказалась «сдвинута» примерно на минуту полета относительно заданного положения. В течение двух недель ее «вернули на место» в ходе регулярных включений двигателей для разгрузки гиродинов, не проводя никакой специальной коррекции.

Марсианские барханы на дне безымянного кратера на равнине Аргир (303°в.д., 43°ю.ш.). Кратер имеет диаметр около 45 км и глубину 2 км, а барханы (дюны с несимметричным профилем – пологий наветренный склон и крутой подветренный) занимают территорию 7x12 км в его северо-восточной части. Судя по темному цвету песка, он может иметь базальтовое происхождение. Снимок сделан на 427-м витке в мае 2004 г. с разрешением 16 м, изображение синтезировано из надирного и трех цветных каналов.

MARS EXPRESS

    Примерно на 290-е сутки работы станции на орбите вокруг Марса имелась баллистическая возможность коррекции наклонения ее орбиты. Научная группа проекта Mars Express решила не корректировать орбиту и отложить маневр до следующей возможности, которая наступит около 570-го дня. В результате коррекции изменится средняя длительность нахождения станции в тени Марса и соотношение дневной и ночной части орбиты.
    Осень 2004 г. была периодом, когда Mars Express не входил в тень Марса и поэтому получал достаточно электроэнергии. В это же время были благоприятны условия освещения и наблюдения из перицентра орбиты многих интересных объектов на поверхности Марса, и поэтому преимуществом при планировании наблюдений пользовались приборы оптического наблюдения (HRSC и OMEGA). Однако из-за большого расстояния до планеты пропускная способность радиолинии была невелика. К приему данных с европейской станции были привлечены наземные средства Сети дальней связи NASA США, и это позволило организовать дополнительные сеансы и принять больший объем информации. В конце декабря, когда была поставлена на профилактику антенна DSS-14 в Голдстоуне (Калифорния), в течение нескольких суток полноценная работа аппарата была затруднена.

Крупным планом – кратер Хейл в бассейне Аргир (36°ю.ш., 324°в.д.). Снимок сделан на 533-м витке в июне 2004 г. с разрешением 40 м. Хорошо видны террасированные стены кратера и центральная горка.

MARS EXPRESS

    Начиная с 8 декабря аппарат стал вновь заходить за Марс с точки зрения земного наблюдателя, и это позволило продолжить радиозондирование атмосферы планеты. В январе 2005 г. начался и закончится в июне второй период заходов станции в тень Марса. Наиболее длинные тени были в январе и феврале, и аппарат перенес их без замечаний по системам электропитания и терморегулирования. Однако 7 февраля по просьбе научной группы спектрометра OMEGA этот прибор был временно отключен, так как температура его интерфейса упала ниже ожидаемой. По-видимому, эту проблему удастся решить, добавив полчаса прогрева аппаратуры перед подачей питания.
    8 февраля ЕКА объявило решение о развертывании антенн радиолокатора MARSIS. В состав этого прибора входят 7-метровая штанга и две антенны в виде полого цилиндра длиной 20 м и толщиной 25 мм. Однако MARSIS, предназначенный для зондирования коры Марса и поиска льда и воды на глубинах до 5 км, а также для изучения ионосферы, до сих пор не использовался, так как проведенный уже в ходе полета анализ выявил возможность повреждения КА во время развертывания антенн.
    В течение 8 месяцев эксперты Лаборатории реактивного движения, отвечавшей за эту часть проекта, американской компании AeroAstro, которая изготовила антенну, и подрядчика по КА – французской фирмы Astrium SAS проводили теоретические исследования, компьютерное моделирование и испытания для оценки последствий «старения» материала штанги и антенн. 25 января экспертная комиссия ЕКА рассмотрела результаты этих исследований и заключила, что, хотя полностью удар антенны по станции исключить нельзя, энергия такого удара будет невелика, а вероятность серьезного повреждения Mars Express мала. Существует также опасность того, что штанга окажется заблокированной в ходе развертывания, и в худшем варианте прибор MARSIS окажется потерянным. Тем не менее система управления Mars Express способна справиться с такой ситуацией, и последствия для остальных приборов будут минимизированы.

Этот перспективный вид марсианского ледника Mars Express обнаружил на восточном склоне бассейна Хеллас (Эллада; 38°ю.ш., 104°в.д.). Сойдя со склона между горами высотой в несколько тысяч метров, ледник сначала заполнил ударный кратер диаметром 9 км, а затем проник в лежащий на 500 м ниже кратер диаметром 17 км.

MARS EXPRESS

    Развертывание штанги и антенн MARSIS планируется на 2 мая, но, возможно, его удастся выполнить на неделю раньше. Зондирование продлится по крайней мере до 30 ноября 2005 г. – это номинальный срок окончания работы АМС Mars Express. Впрочем, поддержка Сети дальней связи NASA уже заказана до 31 декабря 2008 года…


    Ответить на сакраментальный вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?» ученые пытаются уже более 100 лет. Аппаратура для обнаружения жизни разрабатывалась еще для самых первых советских АМС типа 1М для запуска в 1960 г. Легенда гласит, что с запуском в оптимальную дату не успевали, и станцию нужно было облегчить. С.П.Королев распорядился вынести прибор для обнаружения жизни в степь… и, когда тот уверенно показал, что на Байконуре жизни нет, приказал снять его с борта. Во всяком случае, две станции были запущены уже после всех мыслимых сроков и обе погибли в авариях РН «Молния».
    Первая аппаратура для обнаружения жизни, которая работала на поверхности Марса, стояла на американских АМС Viking. 20 июля и 3 сентября 1976 г. два посадочных аппарата выполнили посадку на равнинах Хриза и Утопия соответственно. Каждый имел комплект VBI из трех приборов, предназначенных для поиска различных вероятных признаков жизни.
    Пиролитический эксперимент PR Нормана Хоровитца (Norman H. Horowitz) имел целью обнаружить фотосинтезирующие организмы. Марсианский грунт помещался в камеру, где сохранялись реальные условия поверхности Марса, только вместо Солнца светила ксеноновая лампа, а в состав атмосферы были добавлены меченые молекулы CO₂ и CO с радиоактивным изотопом углерода 14C. При фотосинтезе организмы должны были связывать атмосферную углекислоту, в т.ч. меченую. Через несколько суток атмосфера из камеры полностью удалялась, а образец попадал в пиролитическую печь, где образовавшаяся органика вновь разлагалась с образованием радиоактивного CO₂. В семи из девяти тестов действительно был получен радиоактивный CO₂, что говорило об образовании в грунте органических веществ на уровне, соответствующем ожидаемой жизнедеятельности 100–1000 клеток. Однако ожидаемой реакции на высокую температуру не было, и постановщики нехотя признали химическую природу наблюдаемого процесса.
    Вэнс Ояма (Vance I. Oyama) исследовал метаболизм и газообмен возможных живых организмов. Эксперимент GEx заключался во впрыскивании в опытную камеру с грунтом 0.5 мл питательного раствора и регистрации выделяемого кислорода. Прибор зафиксировал значительный рост давления в камере (очевидно, за счет выделения CO₂) и увеличение количества кислорода примерно в 200 раз. Уже через два часа после начала опыта его было в 15 раз больше, чем можно было объяснить за счет химических процессов. Через сутки кислорода стало еще на 30% больше, но затем его концентрация упала.
    Парадоксально высокая активность грунта и неожиданная кратковременность процесса не соответствовала ожидаемому поведению живых организмов. Исследователи высказались в пользу химического объяснения – разложения введенной в камеру воды на сильно окисленных под действием ультрафиолетового излучения Солнца марсианских породах.
    Наконец, третий эксперимент поставили Джилберт Левин (Gilbert V. Levin) и Патрисия Энн Страат (Patricia Ann Straat) также с целью поиска микробного гетеротрофного метаболизма. Он заключался в смачивании грунта питательным раствором, помеченным радиоактивным изотопом углерода 14C, с последующей регистрацией уровня радиоактивности в опытной камере. В эксперименте LR использовались образцы объемом 0.5 см³, в центр которых помещалась капля объемом 0.115 мл. В земных условиях прибор обнаруживал всего 50 живых клеток в образце. На Марсе эксперимент проводился на двух посадочных аппаратах в общей сложности 9 раз и дал весьма неожиданные результаты.
    Во-первых, прибор регистрировал высокий уровень радиоактивного CO₂ в камере, похожий на «сигнал» от контрольных образцов на Земле. Во-вторых, стерилизация образцов грунта нагреванием также принесла ожидаемые результаты. Нагрев до 46°C приводил к снижению выделения CO₂ на 60%, при нагреве до 51.5° выход CO₂ становился нерегулярным и едва различимым, а прогрев при 160°C в течение трех часов делал грунт пассивным. В-третьих, в отличие от большинства образцов земного грунта, марсианский реагировал на повторное «подкармливание» не новым ростом CO₂, а коротким всплеском с последующим снижением его количества на 20%. В-четвертых, выдерживание образца в течение 2–3 месяцев в камере перед смачиванием делало грунт пассивным. В-пятых, грунт изпод камня, заведомо не подвергавшийся УФ-облучению, дал положительный «сигнал».
    Сколько же «копий» было сломано тогда, в 1976–1977 гг., в попытках прийти к единому мнению о жизни на Марсе! Все три прибора дали неожиданные результаты. Никто не требовал «единогласия»: ведь особенностей возможной марсианской жизни никто не знал. Достаточно было положительного результата хотя бы одного инструмента, и с точки зрения формальных критериев, изложенных в задании на разработку прибора Левина, он нашел явные признаки жизни.
    Однако были выдвинуты и объяснения, связанные с химическими процессами. И в пользу небиологических гипотез говорили результаты еще одного прибора на борту «Викингов», предназначенного для анализа состава грунта. Этот «контрольный» инструмент – газовый хроматограф/масс-спектрометр GCMS показал, что органических соединений углерода в нем нет. Эти данные в сочетании с отрицательными выводами по экспериментам Хоровитца и Оямы убедили большинство ученых, что и жизни на Марсе нет, а результаты эксперимента LR можно объяснить химическими процессами – реакцией с перекисью водорода или другими сильно окисленными соединениями, с грунтом типа глины и т.д.
    Джилберт Левин также пытался найти небиологическое объяснение своих результатов, опубликовал серию статей и в итоге остался убежден в том, что эксперимент LR обнаружил жизнь на Марсе. Дискуссия между «оппортунистом» Левином и его оппонентами вспыхнула с новой силой в 1997 г., после обнаружения признаков прошлой жизни в марсианском метеорите ALH84001 (что также многие подвергают сомнению) и возобновления исследований Марса космическими аппаратами.
    В статье в журнале Proceedings of SPIE в 1997 г. Левин по пунктам указал на несостоятельность попыток небиологического объяснения своих результатов. В частности, он показал, что перекись водорода в сочетании с модельным марсианским грунтом не дает такого же отклика, как в эксперименте на поверхности Марса, и к тому же не присутствует в атмосфере планеты в необходимых количествах. Он также подверг сомнению правильность интерпретации данных газового хроматографа/масс-спектрометра GCMS в отношении органических веществ.
    Проблем с «отсутствием» органики в грунте Марса действительно оказалось много. Во-первых, даже по теоретическим представлениям середины 1970-х годов простейшие органические вещества должны были образовываться на поверхности планеты небиологическим образом (путем фотохимического синтеза) и заноситься с метеоритами, кометным веществом и пылью.
    Во-вторых, в пиролитическом эксперименте была обнаружена органика – в данном случае не важно, биогенная или нет, – которую GCMS также «не почувствовал». Почему же? Дело в том, что его чувствительность к органике соответствовала примерно 0.5 млрд живых и умерших микроорганизмов в грамме грунта и была на семь порядков (!) хуже, чем у LR. Чувствительность последнего составляла 50 микроорганизмов в образце, а измеренное количество CO₂ говорило примерно о 10000 живых клеток.
    Наконец, существовал по крайней мере один земной образец, который исследовался обоими приборами, – считавшийся стерильным антарктический образец №726. Анализируя его с помощью GCMS, Клаус Биманн (Klaus Biemann) органики не обнаружил. В то же время при исследовании по методике LR был получен слабый биогенный отклик, а последующее лабораторное исследование выявило в образце органику. В общем-то повторилась наша история осени 1960 г., когда прибор уверенно показал отсутствие жизни на Земле…
    И вот прошло еще 8 лет, и идея существования жизни на Марсе в прошлом и в настоящем приобретает все больше сторонников… Не пора ли перепроверить результаты тридцатилетней давности, доставив на поверхность Марса более совершенную аппаратуру для обнаружения жизни?
    Сам Джилберт Левин предлагает вариант своего комплекса LR с двумя вариантами питательного раствора, содержащими зеркально симметричные «левые» и «правые» молекулы аминокислот. Для обычных химических процессов это различие несущественно, но земная жизнь решительно предпочитает «левые» варианты. Если марсианский грунт будет реагировать на один из вариантов намного сильнее, чем на другой, это будет почти неотразимым доказательством существования в нем жизни. Более того: если предпочтения марсианских микробов окажутся такими же, как у земных, это будет говорить в пользу общего происхождения жизни на обеих планетах, а если они будут поглощать «правые» аминокислоты, то придется заключить, что жизнь развивалась независимыми путями. Любой вариант ответа, однако, будет иметь исключительное научное и философское значение.