Нагреть Марс: выдвинута гипотеза терраформирования Красной планеты
В Университете штата Техас прошел 20-й ежегодный симпозиум Ассоциации астрономии и исследований космоса, посвящённый теме «Марс: поиски среды обитания человека». Эбигейл Фрейман, дистанционно управлявшая марсоходами NASA, и один из разработчиков теории терроформирования Красной планеты Брюс Джакоски обсуждали последние научные открытия на Марсе и делились прогнозами на будущие пилотируемые экспедиции на Красную планету.
Марсоходы бороздят Красную планету
Эбигейл Фрейман, сотрудница Лаборатории реактивного движения (JPL), лично управляла двумя марсоходами NASA - Opportunity («Благоприятная возможность») и Curiosity («любопытство»), пытаясь добраться до секретов, погребённых под слоями марсианского песка. Климатолог Брюс Джакоски, который в настоящее время является заместителем директора по науке в Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо в Боулдере, работал по нескольким проектам изучения климата Марса.
Была ли когда-нибудь жизнь на четвертой от Солнца планете? Чтобы ответить на этот вопрос, объяснила Фрейман, три марсохода – Opportunity, Spirit и Curiosity – изучили, имеются ли здесь три ключевых условия, характеризующие пригодность экосферы для жизни человека:
вода, долгое время имеющаяся на планете и существующая в жидком состоянии;
наличие ключевых химических элементов и питательных веществ для жизни;
наличие веществ, которые можно использовать для получения энергии.
Задачей роверов Opportunity и Spirit было изучение возможности того, была ли на Марсе вода? Spirit, совершивший посадку первым, обнаружил в камнях карбонаты, что указывало на то, что в прошлом на Марсе была тёплая влажная среда с нейтральной кислотностью. Вскоре после этого Spirit застрял в песках, завершив своё шестилетнее путешествие.
Изучая поверхность под марсоходом Spirit, учёные увидели, что слои почвы имеют пониженную растворимость солей, что указывает на то, что минералы получены путём отложений плёнок из воды, испаряющейся или уходящий из этого места каким-либо другим способом. Кроме того, ровер обнаружил остатки прошлой вулканической активности, в том числе источники горячей воды, газа и пара, а также остатки горячих источников рядом с соляными и кремнезёмными образованиями, что указывает на потенциально пригодные условия для жизни.
Марсоход Opportunity совершил посадку в кратере, заполненном минералом гематит, который, как позже выяснилось, образовался в результате пробулькивания пузырьков кислорода через водный раствор двухвалентного железа. Вещество, образовавшееся за долгий период времени, опускалось на дно водоёма. Таким образом слой за слоем накапливалось полосчатое железо, сцементированное в минеральные отложение. Позже тектоника плит, гидротермальная активность, извержения вулканов, реакция грунтовых вод, тепло и давление обогатили эти полосы железа и подняли их на поверхность, где они стали доступны планетоходу.
В другом кратере обнаружились следы глины и гипса, которые выпадают в осадок из движущейся воды. Наблюдения и данные, собранные этими миссиями, позволили учёным подтвердить, что по Марсу когда-то текла жидкая вода.
Следующим отправился Curiosity, чьи открытия изменили наше представление о прошлой обитаемости Красной планеты. Совершив посадку в кратере Гейла, марсоход сразу же столкнулся с конгломератами — типом осадочной породы, которые остаются на месте русел древних рек.
По мере того, как Curiosity продвигался дальше, отложения на дне древнего озера, полные необходимых для жизни элементов, сообщили, что на Марсе имеется вода. Пробурив поверхность, ровер получил образцы, богатые органическими молекулами и жизненно важными минералами, проливая свет на марсианский потенциал поддержания биологической жизни.
Тем не менее, загадкой остаются факторы, определяющие современные засушливые условия и колебания климата на Красной планете.
Медленный процесс дистанционного управления марсоходами и отсутствие человека-оператора, работающего непосредственно на поверхности Марса – основные ограничения скорости исследований. Фрейман надеется, что марсоходы все же проложат путь для изучения Четвертой планеты человеком. До тех пор придётся внимательно следить за продолжающейся миссией Curiosity, ожидая дальнейших открытий.
Жизнь на Марсе — это уже не мечта
Новые марсианские проекты весьма амбициозны и включают, например, строительство Марсианского базового лагеря компании Lockheed Martin и грандиозный межпланетный космический корабль Starship от SpaceX, а также создание постоянно обитаемого научного аванпоста на Красной планете в более отдалённое время. Джакоски подробно остановился на серьёзных сложностях, связанных с отправкой на Марс пилотируемых экспедиций.
Такие марсоходы, как Perseverance («Настойчивость»), позволили учёным подтвердить, что когда-то на Марсе была жидкая вода, поскольку они обнаружили следы необходимых для жизни минералов — углерода, водорода, азота, кислорода — в атмосфере планеты и смогли предсказать, что когда-то температура на Марсе позволила образоваться и сохраняться таким минералам. Благодаря этим открытиям текущие цели NASA включают понимание того, что привело к изменению климата Марса, происходящих геологических процессов и взаимосвязи между поверхностными и внутренними слоями планеты — на все эти вопросы можно было бы ответить быстрее, если бы на Марсе были люди.
Однако для того, чтобы организовать пилотируемую марсианскую миссию, необходимо решить несколько технических проблем. Как гарантировать, что у экипажа будет достаточно ресурсов для жизни «на месте»? Как избежать радиационного поражения организма и потенциальной гибели людей? Какие процедуры следует соблюдать, если «что-то пойдёт не так»? Не на последнем месте и финансовые вопросы, учитывая, что предполагаемые затраты на такую миссию, по словам Джакоски, лежат в диапазоне от 100 миллиардов до триллиона (!) долларов.
Учитывая полученные автоматическими аппаратами доказательства того, что Марс в принципе пригоден для жизни, возникает соблазн его терраформировать, то есть так изменить марсианскую окружающую среду и атмосферу, чтобы они напоминали земные. С помощью космического аппарата MAVEN, главным исследователем которого является Джакоски, учёные исследуют, как газ из марсианской атмосферы уходит в космос. Они полагают, что это основной механизм, отвечающий за изменение климата Марса. MAVEN вышел на круговую марсианскую орбиту в сентябре 2014 года.
Астрофизики выдвинули важнейшую гипотезу о том, что атмосферу Красной планеты можно насытить избыточным количеством углекислого газа, испаряя его из марсианских ледяных шапок и выбрасывая над поверхностью в виде взвеси с частицами почвы (процесс известен как адсорбция). Таким образом можно согреть планету и сделать так, чтобы жидкая вода с ее поверхности не испарялась.
Основатель компании SpaceX Илон Маск назвал Марс «планетой Плана Б» на случай, если условия на Земле станут непригодны для жизни. Однако Землю всегда будет гораздо легче терраформировать назад в прежнее («живое») состояние, чем терраформировать Марс, учитывая его сложную окружающую среду и множество ещё не решённых проблем.
Тем не менее, Джакоски видит значительный потенциал в начале пилотируемых миссий на Марс. В сочетании с информацией, представленной Фрейман о геобиологии Марса, тайны марсианской поверхности постепенно открываются человеку. И приближает момент начала колонизации Красной планеты.
