Загадки Марса: Гибель древнего океана и атмосферы

"Чаепития в Академии" — постоянная рубрика Pravda. Ru. Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Сегодня мы публикуем интервью с выдающимся советским и российским астрономом Михаилом Маровым. Темы беседы — история космических полетов, "ближний" космос, тайны Вселенной, парадоксы, с которыми столкнулись ученые при изучении Марса и Венеры.

Читайте также: Чаепития в Академии: Истина прекрасна и в лохмотьях!

Освоение космоса

В архиве нашел любопытный документ. Это секретный доклад С. П. Королева "О программе исследования Луны". В нем Сергей Павлович довольно подробно рассказал обо всех этапах изучения естественного спутника Земли — от запуска первых аппаратов для исследования магнитного поля Луны, фотографирования ее обратной стороны, посадки на поверхность и до полета первого экипажа сначала вокруг Луны, а затем и высадки на нее.

Главный конструктор выделил такие слова: "Рассмотрение методики этих исследований, устройства аппаратуры, вопросы ее отработки и т. д. будут предметом отдельного рассмотрения на специальной комиссии АН СССР под председательством академика М. В. Келдыша".

Только что начинался 1958-й год. До полета первого человека в космос и до известного выступления президента США Дж. Кеннеди о начале лунного проекта еще было три года. Всего четыре месяца назад был запущен первый искусственный спутник Земли, а Главный космический конструктор С. П. Королев и его соратник и друг Теоретик космонавтики М. В. Келдыш уже планируют полеты на Луну и планеты.

Мстислав Всеволодович поручает курировать эти работы своего помощника Михаила Марова. "Вы молоды и только начинаете свой путь в науке, — сказал тогда ему Келдыш, — а потому именно вам предстоит понять, что происходит вне Земли".

С той поры Михаил Яковлевич Маров "прикован" к иным мирам. Об этом он и рассказывал студентам и преподавателям Уральского университета, где выступал с Демидовской лекцией. Это уже традиция: новые лауреаты Демидовских премий обязательно рассказывают о своих работах в университете, чтобы подрастающее поколение ученых знало, какой путь их надлежит выбирать в науке.

Мы знакомы более полувека, давно уже установились дружеские отношения, а потому Михаил Яковлевич предельно откровенен.

— Присуждение Демидовской премии я рассматриваю как некоторый итог своей жизни, — признался он. — А потому в своей лекции я постараюсь выделить главное, чтобы не утонуть в мелочах.

— И главное?

— Мы распахнули мир космоса для будущих поколений! Как ни пафосно это звучит, но это именно так… Более полувека своей жизни я посвятил совершенно увлекательной, удивительной области — космическим исследованиям. Это случилось вскоре после запуска первого искусственного спутника.

— То есть история космонавтики писалась на ваших глазах и при непосредственном вашем участии?

— Мне посчастливилось работать под руководством двух выдающихся людей — сначала Сергея Павловича Королева, а потом Мстислава Всеволодовича Келдыша. А в науке — это создание математических моделей для совершенно новых сред, как ни необычно это звучит.

— Что имеется в виду?

— Миры, которые нас окружают в космическом пространстве.

Бесконечность Вселенной

— Миры?

— Я не оговорился: именно "миры", так как их в действительности оказалось намного больше, чем представлялось ранее. И именно это открывалось каждый раз, когда завершался очередной эксперимент в космосе. В основе тех моделей, которые я создавал и развивал, лежит великая наука — механика, которая помогла нашей цивилизации порвать земное притяжение и выйти на просторы Вселенной. Не случайно, что "она родилась из стремления объяснить мир", как сказал один из французских философов. Эти слова очень мне близки…

Космос — это многодисциплинарная область знаний. И есть главные направления в его познании: как устроен окружающий нас мир, какова структура Вселенной, что представляет из себя Солнечная система? Все это помогает понять место нашей Земли в космосе, что обусловило ее уникальность. Наконец, важно понять законы развития Вселенной, ее особенности.

— Это же бесконечность?!

— Безусловно. Но в том и состоит прелесть космических исследований и космологии, что за очередным открытием скрываются новые, возможно, еще более великие и значимые. То есть мы идем по дороге, и при достижении одного горизонта нам открывается следующий. И в этом радость познания.

Мир космоса удивительно красив, необычен и своеобразен, а потому путешествие по нему вызывает всегда возвышенные эмоции.

— Так начнем же!

— Итак, ближний космос. 100 километров от поверхности Земли — это атмосфера. И раньше считалось, что оттуда начинается "пустое" пространство. Оказалось — все не так! Там — чрезвычайно интересная и очень сложная среда, которая заполнена достаточно разреженном газом, взаимодействующим с солнечным корпускулярным излучением.

Естественно, что с началом космических исследований мы начали заниматься моделированием этой среды. Родилась аэрономия — новая область науки, возникшая вскоре после запуска первого искусственного спутника Земли.

— И тогда академик Вернов, опасаясь (впрочем, как и положено настоящему ученому!) обвинений в скоропалительности выводов, не заявил об открытии радиационных поясов Земли. И "право первой ночи" досталось американцам, не так ли?

— Подобное в космических исследованиях, к сожалению, случалось не единожды… Моделирование среды вокруг Земли — сложный процесс. Мне приходилось им заниматься вплотную, и во многом в этой области мы оказались первопроходцами. Много интересных результатов было получено. К примеру, как известно, изменение давления и температуры у поверхности даже на ничтожную величину приводит к стихийным бедствиям, вызывает ураганы и смерчи. А на высотах в 300-400 километров ситуация иная — колебания достигают несколько порядков, что имеет жизненно важное значение для условий работы спутников Земли, а теперь и орбитальных станций.

Конечно, солнечная активность является определяющим фактором. Солнце постоянно "работает" — вспышки, протуберанцы и иные возмущения идут непрерывно, что сразу же сказывается на околоземной и земной "жизни". Магнитное поле Земли защищает нас от "солнечного ветра" — потоков плазмы, выбрасываемых нашим дневным светилом.

В общем, "космическая погода" вокруг Земли чрезвычайно сложная, она постоянно меняется, а потому ее требуется прогнозировать. Без этого запускать корабли и обеспечивать надежную работу спутников просто невозможно. Тщательное изучение околоземного пространства позволяет нам довольно точно прогнозировать "погоду" в космосе. Кстати, намного точнее, чем это делают метеорологи.

— Почему?

— Наверное, в частности и потому, что к исследованию околоземного пространства были привлечены не только лучшие ученые мира, но и создавалась уникальная аппаратура для спутников и ракет. Получилось так, что атмосферу свою мы изучили хуже, чем ближний космос.

— Но сейчас интерес не к ближнему, а дальнему космосу, очень дальнему, не так ли?

— Очевидно, вы имеете в виду Вселенную, которая простирается от Земли на более чем десять миллиардов световых лет?

— Да.

— Но начинается она от Земли! Значит, "ближний космос" — часть ее. Разделение чисто условное. Галактики — это звездные скопления. Особенный интерес представляет область скоплений галактики, которая находится от нас на расстоянии два миллиарда световых лет.

Она хорошо видна с помощью телескопа "Хаббл". В этом скоплении несколько миллионов галактика, каждая из них состоит из миллиардов звезд — фантастика!

— Как это все представить?! На мой взгляд, невозможно…

— Но нужно… А всего во Вселенной порядка ста миллиардов галактик. Причем это всего около пяти процентов видимого вещества, а еще существуют так называемые "темная материя" и "темная энергия".

Все это очень трудно представить, а потому у астрофизиков воображение должно быть безграничным! Космические аппараты позволили "проникнуть" во Вселенную, то есть произвести измерения и наблюдения, всего на сто миллионов световых дет.

— Там пытаемся разобраться с Большим взрывом, то есть рождением нашей Вселенной, первыми мгновениями ее жизни?

— Мне кажется, что теория Большого взрыва претерпевает сейчас изменения. Дело в том, что выход в космос позволяет совсем иначе смотреть на процессы, идущие там. На мой взгляд, большинство ответов на тайны происхождения Земли, планет и различных систем как раз скрыты в "ближнем" космосе.

Кроме Земли есть еще семь планет. К сожалению, Плутон теперь "разжалован" астрономами и отнесен к астероидам. Жаль, конечно, что мы лишились девятой планеты в Солнечной системе, но спорить с Астрономическим советом невозможно…

Восемь планет Солнечной системы

— Итак, восемь планет. Что они могут нам рассказать о прошлом?

— Как известно, они делятся на "земную группу" и "планеты-гиганты". Особое внимание в первой из них привлекают Венера и Марс. Они антиподы, и рассматриваются как два предельных состояния эволюции Земли. Если мы будем безрассудно уничтожать атмосферу, океан и растительность, то в конце концов может превратить планету в "марсианские пустыни".

Венера — иной мир… Долгие годы он считалась "сестрой" Земли, мол, там схожие условия, только чуть пожарче… Однако эта планета оказалась иной. В результате космических исследований выяснилось, что там на поверхности гигантские температуры и давления, а атмосфера плотная и непрозрачная.

Температура на поверхности около 500 градусов Цельсия — в таких условиях некоторые металлы плавятся, а давление почти сто атмосфер — такое же, как в океане на километровой глубине. Да и к тому же на Венере весьма "экзотические" облака — они из капелек серной кислоты. Так что мир совсем, мягко говоря, неблагоприятный.

Мы об этом ничего не знали, и только космические аппараты позволили нам проникнуть в мир Венеры и попытаться разобраться, что же там происходит.

— Это было удивление или растерянность?

— В 60-70-е годы мне пришлось довольно детально знакомиться с тем, что представляет собой Венера. Честно говоря, поначалу даже не верилось, что мы открыли столь своеобразный и непривычный мир.

Было ощущение чего-то фантастического. Почти физически мы ощущали, как на парашюте идет спускаемый аппарат. Атмосфера состоит из углекислого газа, точнее — почти из углекислоты. Необычно! И это состояние переходило от одного аппарата к другому по мере того, как мы постепенно приближались к поверхности Венеры. И наконец — посадка! Первые фотографии — мы своими глазами увидели этот мир!

— Но и сама посадка была оригинальная?

— Сначала мы спускались на парашюте. Потом на высоте порядка 70-ти километров парашют отцеплялся. Спуск продолжался на так называемом "аэродинамическом щитке". Надо было быстрее пройти горячую атмосферу, чтобы космический аппарат не успел перегреться и подольше поработал на поверхности.

Почти два часа продолжался сеанс связи, а температура была, повторяю, 500 градусов и давление 100 атмосфер. Аппарат передал цветные фотографии, провел исследование породы, определил ее элементный состав…

— Не могу не напомнить, что первая информация удивила всех! Идет сообщение, что аппарат начал измерять породу. Вдруг оператор сообщает, что это чистое железо… Все в недоумении: что же там такое? Оказалось, что щуп упал точно на крышку телекамеры, которая отстрелилась сразу после посадки…

— Все случалось… Потом пошли штатные измерения, были получены уникальные данные. Посадка на поверхность Венеры, безусловно, стала одним из выдающихся достижений в космических исследованиях. Удалось создать модель планеты, объяснить, почему там высокие температуры и каким образом там создавался так называемый "необратимый парниковый эффект".

Поверхность планеты также оказалась весьма необычной. В частности, там немало действующих вулканов, что свидетельствует о бурной "подземной жизни" на планете. До сих пор достижения нашей науки по Венере не "перекрыты", и именно данные, полученные с наших аппаратов, являются основополагающими.

— Чего нельзя сказать по Марсу?

— Да, там ситуация иная. Атмосфера разряжена. Средняя температура минус 50 градусов. Поверхность планеты очень интересная, таит в себе множество загадок, хотя и абсолютно безжизненная пустыня. У нее красноватый оттенок из-за большого количества окислов железа. Они образовались во время эволюции этой планеты.

Мы знали о Марсе мало, пока не начались его исследования с помощью космических аппаратов. Одно из крупнейших достижений отечественной науки и техники — спуск аппарата в атмосфере Марса и посадка на его поверхность. Это было в 1971-м году.

- Зачем же искать там жизнь, если ее нет?

— Принципиальный вопрос: всегда ли Марс был таким, каким мы наблюдаем его сегодня? Мы видим большое количество признаков того, что когда-то по Марсу шли большие потоки воды. Очевидно, произошла какая-то то ли климатическая, то ли геологическая катастрофа приблизительно три с половиной миллиарда лет назад. Естественно предположить, что на Марсе был древний океан, который исчез потом.

Что же случилось? Мы создали модель, которая позволяет представить те события, которые произошли на Марсе. Там была мощная атмосфера, но она постепенно "ушла" в космическое пространство, и потому Марс превратился в ту планету, которую мы сегодня изучаем.

— А Земле подобное грозит?

— Чтобы сказать "да" или "нет", и надо исследовать иные миры!

— В том числе и планеты-гиганты?

— Конечно. Там происходят интересные процессы, и их надо изучать. К примеру, наблюдаются циклоны, которые по размерам превышают нашу Землю в несколько десятков раз и живут они тысячи лет. Особый интерес представляют их спутники. Там есть вулканы, которые извергаются на высоту до 300 километров.

У другого спутника Юпитера под ледяным панцирем в несколько десятков километров предполагается наличие океана, причем достаточно теплого. А у Титана условия близкие земным, по крайней мере, некоторые ученые не исключают там и наличие жизни. Там идет круговорот метана — образуются облака из него, есть и океаны, в которых есть примеси углеводородов. В общем, там немало органики, что, возможно, напоминает ту ситуацию, что была на Земле на первом этапе ее развития.

Астероидная опасность

- Все-таки мне жалко Плутон…

— Да, он был "разжалован" из семейства планет… Однако недавно мимо него пролетел американский космический аппарат и сфотографировал поверхность Плутона. Оказывается, она сложена из аммонийных соединений с примесью льда. Это очень интересно вне зависимости от того, считать Плутон планетой или крупным астероидом. Между Марсом и Юпитером их очень много. Счет идет на миллионы. Отдельные из них дрейфуют, сближаются с Землей, а потому представляют опасность для нас с вами.

Астероидно-кометная опасность — это реальность, хотя еще недавно она считалась мифом. Космические исследования доказывают, что ее надо учитывать, чтобы обеспечить будущее нашей планеты и существование на ней цивилизации.

— Иначе нас ждет судьба динозавров?

— Они погибли после удара астероида, а потому нечто подобное может произойти и в будущем. Кстати, взрыв Челябинского метеорита лишний раз подтверждает, что трагедия может прийти из космоса. Залог безопасности человечества — это освоение околоземного пространства и иных миров.

— Можно подумать, что именно развитие нашей цивилизации привело к тому, что 4-го октября 57-го года был запущен первый спутник Земли, а 12 апреля 61-го года совершил свой полет Юрий Гагарин?

— Это так и есть! Начало космический эпохи человечества — это принципиально новый этап развития цивилизации, который расширяет наши возможности до бесконечности. Уже сегодня нам известно более тысячи экзопланет, где может развиваться жизнь, аналогичная нашей.

Значит, стоит задача установить контакт с нашими соседями по Вселенной. Сегодня подобное хотя и представляется фантастикой, но оно может стать реальностью — такое в истории случалось не единожды. Так что фантазируйте!

— И это чувство подарил нам полет Гагарина?

— Безусловно! Один из астронавтов, побывавший в Звездном городке, сказал: "Гагарин всех нас позвал в космос". Он имел в виду только космонавтов и астронавтов, которых уже более пятисот. Однако я считаю, что к ним нужно "присоединить" тысячи, а, точнее — миллионы, людей, которых он вывел за собой на космические просторы.

Я имею в виду тех, кто работал ради его полета. А в принципе — он вывел в космос все человечество! И в этом одна из граней полета Юрия Гагарина, о чем мы никогда не должны забывать.

Читайте все материалы в серии "Чаепития в Академии"