Марс за семь дней

Марс, одновременно так похожий и не похожий на Землю, интересовал ученых во все времена. Красная планета изображена на потолке гробницы египетского фараона Сети I, правившего в XIII веке до нашей эры, а сегодня цветной фотографией, сделанной роботом на ее поверхности, можно украсить свой рабочий стол. РИА Новости предлагает рассмотреть четыре века астрономических исследований Марса так, как если бы они случились за неделю, с полуночи понедельника до 23:59:59 воскресенья.

Наша "марсианская" неделя начинается с полуночи понедельника – 30 декабря 1610 года. Этим днем датировано письмо итальянского физика, астронома и в целом большого ученого Галилео Галилея своему другу. Как отмечает портал NASA Solar System Exploration, Галилей еще двумя годами ранее впервые увидел Марс в телескоп, а в 1610 первым наблюдал фазы планеты.

"Я не берусь утверждать, что смог наблюдать фазы Марса. Тем не менее, если я не ошибаюсь, мне кажется, я увидел, что он не идеально круглый", – пишет Галилей. Судя по всему, никаких рисунков Галилей не сделал, или же они утрачены – первое сохранившееся изображение Марса датировано 1636 годом. Франциско Фонтана, астроном-любитель из Неаполя и юрист по профессии, сделал свои зарисовки лишь в 10:25 утра понедельника.

Астрономы Университетского колледжа Лондона пишут, что рисунки Фонтаны "показывают, скорее, несовершенства его телескопа, чем структуру самой планеты" – и действительно, на них в центре идеально круглого Марса с темными краями изображено крупное темное пятно. Как отмечают историки университета штата Калифорния в Ирвайне, точно такое же пятно итальянец увидел и на Венере и, видимо, счел особенностью рельефа планет, даже придумав ему специальное название, "пилюля" (pilula). На самом деле это, конечно, был оптический дефект несовершенного инструмента.

Первый хоть сколько-нибудь информативный рисунок Красной планеты сделал уже профессиональный ученый, голландец Христиан Гюйгенс, и это было спустя 10 часов, в начале девятого вечера в понедельник. Интересно, что наблюдения Гюйгенса были уже настолько точны, что он оценил период вращения Марса в 24 часа – это менее чем на час отличается от сегодняшних данных. Чуть позже, уже в ночь на вторник, он разглядел на Марсе первую настоящую, не "выдуманную" телескопом деталь рельефа. Это было плато Большой Сирт (Syrtis Major), которое в разное время считалось морем или равниной, а, согласно самым последним данным, это низкий щитовой вулкан.

Рисунки Гюйгенса, на которые впервые попал Большой Сирт, принципиально от работ Фонтаны не отличались, это такие же наброски с грубой штриховкой. Уже в самом конце марсианской недели, после 23.00 воскресенья удивительное темное плато с орбиты Марса сфотографирует европейский зонд Mars Express. На этом снимке можно будет увидеть не только темное пятно на марсианском диске, но даже пылевые наносы, образовавшиеся из-за ветра – Гюйгенсу и не снилось.

Нидерландский астроном закончил свои наблюдения примерно в 20:26, а спустя два с половиной часа, без четырех минут 11 часов вечера за телескоп берется Джованни Доменико Кассини - итальянский и французский астроном, который, вероятно, более знаменит своими наблюдениями за планетами-гигантами, Юпитером и Сатурном. Кассини уточнил данные Гюйгенса о периоде вращения Марса на 40 минут – его ошибка по сравнению с сегодняшними оценками измеряется уже несколькими минутами. Кроме того, Кассини впервые изобразил на своих рисунках загадочные белые пятна на полюсах планеты, о которых человечество узнало больше уже во вторник.

Хотя марсианские полярные шапки, отмеченные Кассини, очень похожи на земные Арктику и Антарктику, лишь спустя век, где-то вечером в среду, британский астроном Уильям Гершель предположил, что и на Марсе они могут состоять из снега или льда. Но до этого их почти весь вторник, с начала второго до 21:27, или в 1700-1719 годах изучал племянник Кассини, Джакомо Маральди, который уточнил данные известного родственника – в частности, он отметил, что эти полярные шапки находятся не строго на полюсах вращения планеты.

Маральди также замечает, что форма полярных шапок меняется с течением времени – по его мнению, это может свидетельствовать о смене сезонов на Марсе: "летом" лед тает, а "зимой" вновь замерзает. Именно эти предположения Маральди и подтвердил Гершель.

Во вторник в истории исследования Марса происходит на удивление мало событий – возможно, потому, что внимание астрономов переключается на более интересные объекты. Например, в конце XVII века, то есть в ночь на вторник Ньютон создает первый рефлекторный телескоп (1668), итальянец Джеминиано Монтанари выясняет, что Алголь – переменная звезда (1669), датский астроном Оле Рёмер измеряет скорость света (1675), уже знакомый нам Кассини обнаруживает в кольцах Сатурна промежуток, так называемое деление, или щель Кассини (1675).

Наконец, в 1687 году происходит событие, с которого часто принято вести отсчет современной астрономии как таковой – Исаак Ньютон публикует свою классическую теорию всеобщего тяготения. Вполне возможно, всем действительно было не до Марса.

Стоит отметить, что к среде люди твердо убеждены, что на Марсе может быть жизнь, и даже разумная – именно такой точки зрения придерживался Гюйгенс, а вслед за ним и большинство астрономов, изучавших Красную планету. Этой захватывающей дух гипотезе люди с телескопами еще очень долго будут находить самые разные подтверждения.

В среду на ниве марсианских исследований случается довольно любопытное событие. Примерно в 00:23-00:48 выходит книга англо-ирландского писателя Джонатана Свифта, "Путешествия Гулливера". В ней астрономы летающего города Лапута "открыли две маленьких звезды или два спутника, обращающихся около Марса, из которых ближайший к Марсу удален от центра этой планеты на расстояние, равное трем ее диаметрам, а более отдаленный находится от нее на расстоянии пяти таких же диаметров".

Настоящие Фобос и Деймос находятся соответственно в 1,4 и 3,5 марсианских диаметров от планеты, то есть несколько ближе, но близость значений все равно поражает. Предположений на этот счет было довольно много, некоторые даже считали, что Свифт, "предвидевший" астрономические объекты, которые тогда никому не были известны, либо сам был марсианином, либо расшифровал некие секретные записи марсиан, побывавших на Земле.

На самом деле о возможном существовании этих спутников еще в 1610 году писал астроном Иоганн Кеплер. Считается, что великий ученый неправильно понял записи другого своего не менее великого коллеги, Галилео Галилея: тот в зашифрованном виде написал Кеплеру, что открыл у Сатурна некие необычные объекты, которые теперь известны нам как кольца. Кеплер же свято верил, что из соображений вселенской гармонии раз у Земли спутник один, а у Юпитера, на тот момент, было четыре, у Марса спутника должно быть два – и именно так расшифровал сообщение Галилея.

Забавно, что есть еще как минимум один похожий случай в истории одновременно астрономии и литературы: Артур Кларк в романе "Свидание с Рамой" 1973 года мимоходом пишет о "Плутоне с его единственной луной", хотя на тот момент никакой единственной луны у Плутона не было - Харон был открыт лишь в июне 1978 года. С другой стороны, Кларк, в отличие от Свифта, ошибся в количестве спутников – сейчас их уже четыре и, возможно, станет еще больше.

Но вернемся на Марс. В пятнадцать минут десятого среды за Красную планету берется уже упоминавшийся Уильям Гершель – он будет изучать ее примерно до 00:34 четверга. Гершель, в числе прочего, выяснил, что ось вращения Марса наклонена примерно так же, как земная, искал следы атмосферы планеты, а также уточнил продолжительность марсианских суток – ошибся ученый всего на 14 секунд.

"Схожесть между Марсом и Землей, наверное, на данный момент наиболее сильна во всей Солнечной системе", – написал Гершель в своем докладе Королевскому обществу в 1784 году. Эта фраза хорошо отражает представления астрономов о Марсе на конец XVIII века. Как пишут все те же лондонские астрономы, тот факт, что по мере исследования Марс становился все больше и больше похож на Землю, привел многих к мысли, что темные пятна на нем могут быть растительностью, а моря наполнены жидкой водой.

Естественно, никаких способов связи с гипотетическими обитателями "второй Земли" или даже просто проверки предположений о том, что они существуют, на тот момент не было. Но этот вопрос явно всех очень интересовал: считается, что великий математик Карл Фридрих Гаусс уже в начале XIX века якобы предложил нарисовать в сибирской тундре гигантские геометрические фигуры и так послать весточку братьям по разуму. Правда это или нет, ясно одно – поиски хоть какой-нибудь жизни на Марсе до сих пор остаются главным двигателем прогресса в этой области астрономии.

Гершель закончил свои наблюдения примерно в полпервого ночи четверга, и почти весь этот день нашей марсианской недели будет так или иначе посвящен картам. Вечером в четверг, примерно в 19:20-19:45 немецкие астрономы Вильгельм Бер и Иоганн Генрих Медлер составили первую карту Марса. Это была очень плохая карта, достаточно сказать, что почти ничего на ней не "уцелело" до сегодняшнего момента. Но Бер и Медлер впервые использовали для этой карты систему координат по широте и долготе, похожую на земную.

Ученые не стали давать объектам на своей карте какие бы то ни было названия, обозначив их буквами. Так, буквой "a" обозначался выбранный астрономами начальный меридиан Марса - место, по которому он проводился, позже назвали Sinus Meridiani. Сейчас нулевой меридиан Марса находится в другом месте, но память о новшестве немцев хранится до сих пор - в названиях Плато Меридиана, где вечером в воскресенье приземлится марсоход "Оппортьюнити", и кратера Медлера.

Следующая известная историкам карта Марса датирована уже 1864 годом, или примерно половиной десятого утра пятницы – ее опубликовал британец Уильям Доуз. Чуть больше, чем через час его коллега и соотечественник Ричард Проктор впервые попытался дать темным и светлым пятнам на карте названия. Видимо, Проктора так впечатлили достижения Доуза, что он назвал в честь коллеги как минимум шесть объектов – океан, континент, море, пролив, остров и залив. Неудивительно, что эта номенклатура не прижилась.

Гораздо более широкое признание получила карта, которую к трем часам дня пятницы нарисовал итальянский астроном Джованни Скиапарелли. На его карте некоторые марсианские "моря" были соединены друг с другом тонкими линиями – эти линии Скиапарелли по-итальянски назвал canali – что-то похожее на желобок или, например, ручей. Не особенно въедливые переводчики трудов итальянца на английский перевели это слово как canal, то есть "канал" – объект очевидно искусственного происхождения. Сам Скиапарелли в итоге даже был недоволен тем, что из-за такой ошибки многие сочли его canali еще одним свидетельством наличия на Марсе разумной жизни.

По другим данным, на несколько минут раньше "каналы" обнаружил другой итальянский астроном, Пьетро Сеччи, который, правда, тоже ничего не заявлял об их искусственном происхождении. Так или иначе, "каналы на Марсе" успешно просуществовали до утра субботы, когда французский астроном Эжен Мишель Антониади убедительно показал, что это всего лишь оптическая иллюзия. Тем, кому и этого было мало, еще спустя сутки, то есть примерно в 1971 году, неопровержимые свидетельства предоставил зонд "Маринер-9", который сфотографировал 85% поверхности с разрешением в 1-2 километра и никаких каналов не нашел.

Впрочем, можно сказать, что несуществующие каналы сыграли довольно важную роль в истории астрономии: считается, что книга о них вдохновила богатого и хорошо образованного молодого человека из штата Массачусетс по имени Персиваль Лоуэлл на то, чтобы открыть обсерваторию специально для наблюдений Марса. Обсерватория Лоуэлла в городе Флагстафф, штат Аризона, была открыта в мае 1894 года, или в 22:12 субботы, и работает до сих пор.

Кроме того, в пятницу человечество наконец-то убеждается, что Свифт был прав еще в среду – 20 августа 1877 года, или в 15:13 нашего времени, профессор Вашингтонской обсерватории Асаф Холл обнаружил два спутника Марса. Пишут, что у Холла очень долго ничего не получалось, и он даже хотел бросить пустое, как он считал, занятие, но его убедила не делать этого жена.

Итак, даже добравшись до выходных, человечество до сих пор верит в жизнь на Марсе и почти ничего не знает о геологической истории планеты – поздно вечером в пятницу Эдвард Барнард находит на Марсе кратеры от ударов других космических объектов, но признание это открытие получит гораздо позже, уже в воскресенье и в эпоху космических аппаратов.

В пять утра первого выходного дня знаменитый химик и уже нобелевский лауреат Сванте Аррениус предлагает альтернативное объяснение изменению альбедо, то есть отражающей способности поверхности Марса, которую считали признаком то реакции растительности на смену времен года, то свидетельством разумной активности. Аррениус предположил, что на Марсе никакой жизни нет, а все дело в химических реакциях в почве планеты.

Именно в субботу начинаются, по сути, первые попытки исследовать у Марса что-то, кроме внешнего вида: утром, примерно с 9 до половины одиннадцатого Сет Николсон и Эдисон Петтит из обсерватории Маунт-Уилсон в США оценивают температуру планеты, а после обеда, в районе трех часов дня, другой американский астроном, Уолтер Адамс, определил содержание водяных паров и кислорода в атмосфере Марса. Затем, в 1947 году Джерард Койпер, в честь которого потом назовут пояс Койпера на окраинах Солнечной системы, обнаружил преобладающий компонент атмосферы Марса – CO2, углекислый газ.

Хотя все новые и новые наблюдения Марса свидетельствуют не в пользу наличия на нем разумной жизни, большинство явно не готово расставаться с этой идеей, манящей и пугающей одновременно. Достаточно только вспомнить, что примерно в 16:44 субботы, американский кинорежиссер и сценарист Орсон Уэллс поставил радиоспектакль по "Войне миров", стилизованный под репортажи о реальном вторжении марсиан – и многие поверили.

Интересно, что всего через каких-то четыре часа за другой сюжет, который в понедельник или даже пятницу показался бы совершенно фантастическим, берется Вернер фон Браун. В своем Das Marsprojekt, "Марсианском проекте" он описывает, по сути, первое серьезное предложение пилотируемой миссии на Марс. Фон Браун рассчитывал, что отправить аж 10 кораблей на Красную планету получится уже в 1965 году – через семь часов после выхода книги. В реальности в 1965 году, то есть рано утром в воскресенье, люди только получили первые снимки Марса от зонда "Маринер-4".

Воскресенье нашей марсианской недели весьма удачно начинается одновременно с новой эрой в исследованиях Марса, когда за дело берутся космические зонды. Почти в два часа ночи, в 01:53, первую попытку отправить такой аппарат к Марсу предпринимает Советский Союз, однако зонд "Марс-60А" вместе с третьей и четвертой ступенями ракеты, в которой возникли неполадки, сгорел в атмосфере. Следующий аппарат отправляют уже через 16 секунд, то есть четыре дня – и снова неудача.

В целом из 17 советских и российских аппаратов, запущенных с 1960 по 1996 год, то есть за чуть более чем 15 часов, частичного успеха достигли лишь пять, а восемь были потеряны еще во время запуска или почти сразу после старта. В 02:45 воскресенья СССР успешно вывел на траекторию к Красной планете "Марс-1", но из-за течи в одном из клапанов топливной системы двигателей ориентации аппарат был потерян.

В среднем до "Марса-3" и первой успешной мягкой посадки на поверхность планеты Советский Союз терял примерно по одному марсианскому аппарату каждые 13 с половиной минут. Стратегические противники в этом же деле оказались чуть более успешными, хотя и начали позже: первый неудачный запуск, "Маринера-3", у них состоялся только в полчетвертого утра. Зато уже в 03:52 "Маринер-4", запущенный примерно тогда же, прошел почти в 10 тысячах километрах от Марса и передал на Землю первые фотографии. Через два часа США запустили "Маринер-6", который прошел уже в 3 тысячах километров, зато у следующего "Маринера-8" ничего не вышло, он утонул в Атлантическом океане.

Та самая первая в истории мягкая посадка на Марс советского зонда "Марс-3" случилась в 06:32 воскресенья. Правда, проработал аппарат, в пересчете на неделю, всего 952 микросекунды. Для сравнения, современный рекордсмен, марсоход "Оппортьюнити" запущен чуть больше четырех часов назад и до сих пор работает.

Вслед за "Марсом-3" СССР буквально за одну минуту, то есть летом 1973 года, запускает следующие четыре "Марса", но всем им не особенно везет. "Марс-4" не смог выйти на орбиту вокруг Марса, пролетел мимо и успел снять лишь 12 кадров. "Марс-7" тоже промахнулся - на 1,3 тысячи километров. "Марс-5" на орбиту успешно вышел, но из-за неполадок проработал всего две недели, а "Марс-6" даже высадил на планету спускаемый модуль, который передал данные о марсианской атмосфере, но потом связь с ним тоже прервалась.

Академик Михаил Маров, один из разработчиков советских марсианских и венерианских проектов, говорит, что такую "оптовую" партию аппаратов к Марсу решили запустить, в том числе, для того, чтобы "догнать и перегнать" те же США, которые уже планировали программу "Викинг".

"Нас губили проблемы с надежностью, в первую очередь, с надежностью электроники. Именно поэтому мы никогда даже не предпринимали попытку слетать к планетам-гигантам – Юпитеру, Сатурну. Наши аппараты просто не могли бы выжить в течение такого времени. Даже наши орбитальные спутники имеют ресурс в три, иногда в пять раз меньше, чем у "басурман", – Михаил Маров, академик.

Зонды "Викинг-1" и "Викинг-2" стартовали с интервалом в две минуты в начале девятого, а уже в 8:28 "Викинг-1" передал первую в истории фотографию с поверхности Марса, а затем и первую цветную фотографию планеты. Оба аппарата проработали примерно по полтора часа - то есть 4-6 лет.

Именно "Викинги", кстати, ознаменовали новый подход к поискам жизни на Марсе.

Поскольку встретить марсиан образца эпохи "каналов" уже никто не рассчитывал, американские аппараты искали следы присутствия микроскопической жизни в грунте - и чуть было не нашли. Разбирались с неожиданными результатами ученые как минимум до отправки на Марс зонда "Феникс", который работал там всего каких-то два часа назад.

Следующий ход делает СССР, в 13:28, то есть уже днем, запуская зонды для исследования спутника Марса, "Фобос-1" и "Фобос-2". Первый потеряли через три минуты из-за неправильной команды, а второй в 13:42 почти достиг цели, но связь с ним тоже была потеряна.

Затем обе страны еще раз "обменялись" неудачными запусками: США в 15:13 отправили к Марсу Mars Observer, контакт с которым прервался через 23 минуты, а Россия в ноябре 1996 года, то есть в 16:57, "запустила" в океан аппарат "Марс-96".

Эпоха марсоходов началась всего чуть больше шести часов назад: первый из них, крохотный по нынешним меркам Sojourner высадился на поверхность Марса только в июле 1997 года. Sojourner проработал чуть больше пяти минут - опять же, сравните с четырьмя с лишним часами у "Оппортьюнити", но успел исследовать несколько марсианских камней.

Из интересного в это время происходит, возможно, самая ироническая неудача в истории американского космического агентства. Современные любители космонавтики очень любят попрекать НАСА за использование неметрических единиц, например, миль в час или фунтов, но для них это просто мелкое неудобство, а вот зонду Mars Climate Orbiter, запущенному в 17:48, нестыковка двух систем стоила "жизни". Несчастный аппарат в 18:08 сгорел в атмосфере, пройдя всего в 57 километрах над поверхностью планеты - а все потому, что программы зонда использовали метрическую единицу силы, ньютоны, а ПО на Земле работало с британской, фунт-силой.

Сейчас на Марсе работают три орбитальных зонда, и все они были запущены еще до 21:00. Американские Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter вышли на плановые орбиты соответственно в 19:00 и 20:50, а европейский Mars Express - в 19:55. Последний, кстати, где-то минут через 40 нашел на Марсе залежи водяного льда на глубине около двух километров.

Всего через пару минут после европейского зонда до Красной планеты добрались "Спирит" и "Оппортьюнити" - первый, к большому сожалению, уже в 22:08 застрял в песчаной дюне, а в 22:31 и вовсе перестал выходить на связь. Оба были рассчитаны на примерно шесть минут работы, и оба сильно превзошли даже самые смелые ожидания.

В 23:12, то есть где-то 48 минут назад, неудачей закончилась попытка триумфального возвращения России, про которую мы последний раз вспоминали в пять часов вечера, на марсианскую арену.

Через считанные секунды после запуска зонд "Фобос-Грунт" застрял на околоземной орбите, где и провел следующие 18 минут своей жизни.

Тем временем, всего через минуту после неудачного старта российского аппарата вполне успешно стартовал герой часа, марсоход Curiosity.

"Любопытный" исследовательский аппарат высадился на Марс полчаса назад, в 23:30, при этом знаменитые "семь минут ужаса" во время инновационной посадки аппарата в нашем пересчете длились менее двух сотых долей секунды.

Уже через 15 минут марсоход узнал, что древний Марс был пригоден для жизни. Последние на данный момент новости от Curiosity поступили 44 секунды назад - 26 сентября несколько групп ученых опубликовали в журнале Science статьи, в которых подтвердили, по сути, все научные открытия первого года - или первых получаса - работы аппарата.

Что будет с Марсом и марсианскими исследованиями дальше? Если придерживаться того же масштаба времени, то уже через две с половиной минуты к Марсу должен отправиться следующий аппарат НАСА, атмосферный зонд MAVEN.

В 00:55 должен стартовать совместный российско-европейский проект "ЭкзоМарс", которому досталась сложная задача все-таки вернуть российский флаг хотя бы на марсианскую орбиту.

Почти ровно в час ночи НАСА планирует отправить на Марс следующий зонд InSight, а еще примерно через полтора часа – новый марсоход, пока не имеющий имени.

Всю нашу неделю люди лишь мечтали о том, чтобы отправиться на Марс самостоятельно, но если планы Денниса Тито и его Inspiration Mars Foundation оправдаются, случится это только в 01:45. Зато уже через каких-то три с лишним часа на Марсе должны оказаться первые колонисты, которых туда рассчитывает заслать проект Mars One.

Президент США Барак Обама надеется, что американские астронавты попадут на орбиту вокруг Марса после 2030 года, то есть в 06:45 утра - ненамного больше времени прошло, например, между первым советским "Марсом-60А" и американскими "Викингами".

Наконец, чтобы закончить на подобающей ноте: как известно, Фобос, один из спутников Марса, обнаруженных человечеством два дня назад, медленно падает на своего "родителя" и самое раннее через 55 миллионов лет упадет на него окончательно. В нашем масштабе это чуть больше 2,6 тысячи лет от настоящего момента.