Насколько мы близки к «Марсианину»?
Десять лет назад на экраны вышел фильм Ридли Скотта «Марсианин» — история о том, как инженер-ботаник Марк Уотни оказался один на Марсе и выживал с помощью знания химии, выращивания картошки и чувства юмора. Сюжет был основан на научных фактах: Уотни не боролся с пришельцами, а чинил технику, собирал воду из ракетного топлива и вёл подробный видеодневник, где рассказывал, как спастись на безжизненной планете. Теперь, когда до обозначенного в книге 2035 года остаётся всего десять лет, возникает вопрос: насколько человечество приблизилось к событиям, показанным в блокбастере? Как изменились знания о Красной планете и скоро ли на её поверхность высадятся первые колонизаторы?
Воображение против реальности: когда люди полетят на Марс
В романе Энди Вейера «Марсианин» NASA отправляет людей на Марс уже к 2035 году. По сюжету агентство выполняет третью по счету экспедицию на поверхность, успешно совершенствует систему возвращения на Землю и даже объединяет усилия с китайскими коллегами. Когда в 2015 году фильм вышел на экраны, идеи казались дерзкими, но достижимыми. Сегодня, спустя десять лет, видно, что реальность идёт по другому сценарию.
За это время учёные открыли на Марсе ледяные отложения, следы древних рек и условия, в которых могла бы существовать жизнь. Однако технические и политические барьеры на пути к колонизации Красной планеты только выросли. О пилотируемых миссиях говорят, но пока с осторожностью.
Планетарный геолог Ари Кёппель из Дартмутского колледжа изучает поверхность Красной планеты по снимкам с искусственных спутников Марса и данным ровера Perseverance. Он строит модели, которые помогают понять, как выглядел климат планеты в прошлом. Его интересуют и вечная мерзлота в Арктике, и ландшафты других планет.
По словам Кёппеля, наука уже ушла далеко вперёд по сравнению с тем, что показано в «Марсианине» — но до реальных полётов людей на Красную планету пока ещё далеко.
В статье для The Conversation Ари Кёппель напоминает: в 2010 году США обозначили цель — отправить пилотируемую экспедицию на Марс в 2030-х годах. Это было закреплено в официальной Национальной космической политике. Но уже в 2017 году приоритеты изменились. Новая директива Белого дома вернула NASA к Луне. Так появилась программа Artemis, многоступенчатый проект по созданию окололунной инфраструктуры и отправке астронавтов на поверхность спутника.
О Марсе по-прежнему говорят как о «следующей цели», но конкретные планы по высадке людей всё ещё остаются туманными. NASA продолжает прорабатывать сценарии полёта, проектировать транспортные системы и обсуждать риски, но ни точных дат, ни утвержденного бюджета пока нет.
При этом главные открытия последнего десятилетия сделаны не людьми, а автоматическими зондами. Именно они сегодня формируют наше представление о планетах, доставляют уникальные данные и разжигают научные споры. Они же — главные герои марсианской науки последних лет.
Роботы совершают открытия
С 2015 года автоматические аппараты, работающие на околомарсианской орбите и на поверхности планеты, предоставили учёным новые данные о Марсе. Они позволили узнать множество фактов о том, как менялся марсианский климат с течением времени.
Изменения климата на планете, расположенной дальше от Солнца, чем Земля, отражают процессы, происходящие в Солнечной системе и влиявшие на Землю в то время, когда на ней зарождалась жизнь. Таким образом, Марс стал объектом изучения для поиска ответов на вечные вопросы о происхождении жизни и о том, одиноки ли мы во Вселенной.
Роверы Opportunity, Curiosity и Perseverance преодолели десятки километров, исследуя слоистые скальные образования, которые являются своеобразным архивом прошлого Марса. Изучая осадочные горные породы, напоминающие слоёный пирог, учёные смогли восстановить подробную картину древней марсианской среды. По уровню детализации она превосходит даже то, что наука знает о некоторых эпохах в истории Земли.
Когда-то Марс был миром бушующих вулканов, ледников, озёр и рек — среды, мало чем отличающейся от ранней Земли. Затем его ядро остыло, магнитное поле ослабло, а атмосфера исчезла. Следы этих процессов сохранились на поверхности планеты в виде ландшафтных узоров, последовательности слоёв осадочных пород и минеральных смесей.
В последние десять лет учёные активно изучают один из аспектов, который имеет особое значение для выживания главного героя «Марсианина». Однако в самой повести об этом не упоминается. Чтобы повысить свои шансы, Марк Уотни, персонаж, которого играет Мэтт Дэймон, должен пересечь обширную территорию, покрытую кратерами. Эта область известна как «Земля Аравия» (Arabia Terra).
В 2022-2023 годах Кёппель и его коллеги из Университета Северной Аризоны и Университета Джонса Хопкинса провели тщательное изучение слоистых материалов в этом регионе, используя данные, полученные с орбитальных аппаратов Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey.
Путем анализа инфракрасных изображений и измерения размеров особенностей рельефа на поверхности учёные смогли связать некоторые слоистые отложения с определёнными периодами формирования. Это позволило лучше понять природу рельефа, который мы наблюдаем сегодня. Поскольку вода обычно скрепляет камни в скалы, наличие рыхлого материала указывает на то, что климат в этом регионе 3,5 миллиарда лет назад был сухим.
Новые задачи и новые угрозы
Несмотря на значительные успехи в изучении Марса, на Красной планете остаётся много неизведанного. Исследователи пока не могут точно определить возраст многих скальных образований, условия, при которых они сформировались, и были ли они когда-то пригодны для жизни.
Недавно в образцах, собранных ровером Perseverance, учёные обнаружили органические молекулы — соединения, содержащие углерод и другие элементы, которые лежат в основе жизни на Земле. Эти вещества могут быть как продуктами жизнедеятельности древних существ, так и результатом химических процессов без участия живых организмов. Чтобы понять, были ли в этих породах когда-либо микробы, нужно провести более точные и глубокие лабораторные исследования.
Изучение марсианского грунта может помочь учёным узнать больше о прошлом Красной планеты и о том, могла ли на ней существовать жизнь. Миссия Mars Sample Return была направлена на то, чтобы получить первые образцы с Красной планеты и доставить их на Землю в неизменном виде. Perseverance уже проводит сбор частиц горных пород и почвы, включая те, которые содержат органические соединения, пакует их в специальные трубки, защищенные от воздействия окружающей среды, и оставляет на поверхности.
Планировалось, что будущему посадочному модулю необходимо лишь собрать эти образцы и доставить их на Землю. Преимущество этой программы в том, что на Земле образцы можно будет изучить с помощью лабораторного оборудования, которое в сотни раз чувствительнее и точнее любых приборов, установленных на борту космического аппарата. Даже пилотируемая экспедиция вряд ли смогла бы собрать столько научной информации, как несколько граммов грунта, привезенные на Землю для изучения в местной лаборатории.
Именно поэтому NASA, ЕКА и другие организации с начала 1960-х вложили около 30 млрд $ в исследования Марса с помощью автоматов. Результаты оказались впечатляющими: эта работа способствовала быстрому развитию робототехники, телекоммуникаций и материаловедения.
Например, технологии, которые использовались для запуска зондов, привели к созданию более качественных шовных материалов для операций на сердце и разработке беспилотных автомобилей с функцией автономного управления.
Кроме того, эта работа укрепила позиции NASA и США как лидеров в современных исследованиях и технологиях, а также вдохновила миллионы студентов на изучение научных дисциплин.
А теперь, в условиях возможного значительного урезания финансирования научных исследований, которое может произойти в NASA, США могут оказаться перед лицом риска утраты возможностей в области изучения планет и проведения операций с помощью автоматических аппаратов, включая сбор и отправку на Землю образцов грунта.
Назовем ли мы Красную планету домом?
В последние годы в США всё чаще звучит критика в адрес автоматических миссий в дальний космос. Некоторые политики и бизнесмены настаивают: вместо зондов к далёким планетам нужно отправлять людей, строить базы и колонии, как в научной фантастике. Особенно часто этот аргумент звучит в контексте Марса.
Колонизация Красной планеты кажется вдохновляющей целью. Сложно не восхищаться человеческим упорством, когда читаешь, как Марк Уотни в романе Энди Вейра выживает на бесплодной планете, выращивает картошку, чинит технику и не сдается, находясь в 200 миллионах километров от Земли.
Импульс к колонизации Марса во многом связан с устремлениями компании SpaceX и её основателя Илона Маска, который заявляет, что его цель — сделать человечество «многопланетным видом». Цель благородна — увеличить продолжительность существования Homo Sapiens.
Однако реальность пока далека от фантастики. Построить надежную базу на Марсе сложно с точки зрения как техники, так и логистики. Кроме того, на Красной планете нет магнитного поля, атмосфера в сто раз менее плотная, чем на Земле, а своевременная доставка груза стоит миллиарды. Многие учёные сомневаются, что Марс вообще способен стать убежищем для человечества.
Тем не менее, политический курс США отдает приоритет пилотируемым программам. При администрации Дональда Трампа акцент сместился в сторону исследований дальнего космоса с участием человека. Это совпало с предложениями сократить финансирование NASA и автоматических миссий, которые десятилетиями были основной опорой космической науки.
А ведь именно эти программы дали человечеству наиболее полное представление о Красной планете и предоставили учёным и писателям, таким как Энди Вейер, основу для понимания того, каково это — стоять на поверхности Марса.
Самое популярное
